Исследователи из Токийского института науки совместно с Национальным институтом материаловедения и Университетом Тохоку разработали новый катализатор BaSiONH для синтеза аммиака. Это открытие, анонсированное 17 февраля 2025 года, обещает значительно снизить экологический ущерб от производства аммиака, который является ключевым компонентом для удобрений и многих промышленных процессов.
Традиционный процесс Габера-Боша, используемый для производства аммиака, требует огромных затрат энергии, высоких температур и давления, что приводит к значительным выбросам углекислого газа. Новый катализатор BaSiONH работает при более низких температурах (400-700°C), предлагая более устойчивую альтернативу.
Катализатор BaSiONH использует анионные вакансии в своей структуре в качестве активных центров, что повышает каталитическую активность и снижает потребление энергии. Изначально команда профессора Масааки Китано определила трибариевый силикат (BaSiO) как основу для нового катализатора. Исследование, опубликованное в журнале Nature Chemistry, показывает, что BaSiONH превосходит существующие катализаторы на основе рутения, которые часто дороги и вредны для окружающей среды.
Эксперименты подтвердили, что BaSiONH демонстрирует более высокую активность по сравнению с традиционными катализаторами. Дополнительное улучшение было достигнуто за счет интеграции наночастиц рутения, хотя основные активные центры оставались анионными вакансиями в BaSiONH. Эта двухфазная система представляет собой значительный шаг вперед по сравнению с традиционными методами.
С ростом глобального спроса на аммиак новый катализатор предлагает устойчивый метод производства, сокращая вредные выбросы и уменьшая истощение ресурсов. Его масштабируемость и эффективность открывают путь к коммерческой жизнеспособности, знаменуя новую эру, где устойчивость и химия идут рука об руку.
Это открытие не только меняет правила игры в производстве аммиака, но и демонстрирует, как наука может способствовать достижению целей устойчивого развития. BaSiONH — это шаг к будущему, где промышленные процессы станут более экологичными и эффективными.