Швейцарские химики: новый урановый катализатор легко превращает азот в аммиак
Это достижение имеет значительный потенциал для сокращения выбросов парниковых газов, связанных с производством удобрений и химических веществ
Швейцарские учёные из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработали новый катализатор на основе урана, способный преобразовывать молекулы азота из атмосферного воздуха в аммиак при минимальных энергетических затратах. Это достижение имеет значительный потенциал для сокращения выбросов парниковых газов, связанных с производством удобрений и химических веществ.
В отличие от традиционных методов создания катализаторов, где молекулы азота присоединяются к единому кластеру атомов металла, новый подход EPFL предусматривает боковое прикрепление молекул азота. Это упрощает процесс расщепления прочной тройной связи между атомами азота.
Разработанный катализатор представляет собой комплексное соединение урана с органическими азотсодержащими лигандами. Он способен захватывать молекулы азота и расщеплять их в присутствии щелочных металлов и органических кислот. Процесс включает последовательное присоединение электронов к атомам азота, что приводит к разрыву химической связи и образованию двух отрицательно заряженных аммоний-анионов.
Эти анионы взаимодействуют с протонами из окружающей среды, образуя молекулы аммиака. Каждый активный центр катализатора способен катализировать образование восьми-девяти молекул аммиака, что значительно превышает эффективность существующих аналогов. Реакции протекают при комнатной температуре и атмосферном давлении, минимизируя энергозатраты.
Исследователи подчёркивают, что новый катализатор практически не образует токсичных побочных продуктов, таких как гидразин (N2H4), что делает его экологически безопасным. В перспективе, усовершенствованные версии этого катализатора могут стать ключевым элементом в разработке экологически чистых технологий производства аммиака, сообщает ТАСС.
