Скрытая фаза меди: путь к «зелёному» аммиаку

В конце ноября 2025 года мир химии стал сенсацией : ученые из Токийского столичного университета под руководством профессора Фумиаки Амано совершили настоящий прорыв в производстве аммиака, предложив метод, который может перевернуть столетние представления о химической промышленности.

 «Скрытый медный переключатель»: в чем прогресс?

Исследователи детально изучили электрохимическое восстановление нитратов с помощью катализаторов на основе оксида меди (Cu₂O). Оказалось, что ключ к высокой эффективности кроется в «скрытом медном переключателе» — фазовом переходе Cu₂O в металлическую медь (Cu⁰) прямо в процессе реакции. Этот переход активирует критически важный этап: присоединение водорода к ионам нитрита, что и приводит к образованию аммиака. При этом синтез идет при комнатной температуре и атмосферном давлении — в отличие от процесса Габера-Боша, который требует экстремальных условий и отвечает за 1,4% мировых выбросов CO₂.

Почему это важно для экологии и энергетики?

Традиционный способ производства аммиака, обеспечивающего почти 40% мирового продовольствия, основан на ископаемом топливе и энергозатратных условиях. Новый метод позволяет получать аммиак «по требованию» с помощью возобновляемых источников энергии, открывая путь к децентрализованным установкам и гибкому балансированию нагрузки в энергосетях. Более того, эксперименты показали, что приложением электрического напряжения можно управлять активностью катализатора — при положительном напряжении синтез останавливается, а при отрицательном — ускоряется.

Перспективы и вызовы переворота

Полные результаты исследования опубликованы в журнале «ChemSusChem». Однако, несмотря на фундаментальный успех, предстоит решить вопросы масштабирования технологии, долговечности катализатора и оптимизации конструкции электрохимических ячеек. В ближайшем будущем ожидаются пилотные проекты, которые проверят надежность системы в реальных условиях эксплуатации.

Эта инновация  открывает новые горизонты для декарбонизации промышленности и демонстрирует, как современная наука может радикально изменить устоявшиеся процессы, делая их экологичными и эффективными.