Изследователи от Токийския университет разработиха нов метод за производство на амоняк, използвайки изкуствена фотосинтеза, предлагайки потенциална нискоенергийна алтернатива на въглеродно-интензивния процес Хабер-Бош. Техниката имитира естествената фиксация на азот от цианобактерии и използва атмосферния азот, вода и слънчева светлина за синтез на амоняк.
Амонякът е основен компонент в глобалното селско стопанство, използван предимно при производството на торове, базирани на урея Производство .
The process, led by Professor Yoshiaki Nishibayashi at the University of Tokyo's Department of Applied Chemistry, relies on a dual-catalyst system to initiate and sustain the conversion reaction. An iridium-based photocatalyst, when exposed to sunlight, activates a compound called tertiary phosphine, enabling the oxidation of water molecules. This Стъпката произвежда протони от съществено значение за последващото образуване на амоняк .
Simultaneously, a molybdenum-based catalyst activates dinitrogen from the air. The reaction between nitrogen and the protons generated from water results in the formation of ammonia molecules. The process yields only oxygen as a byproduct and, under optimal conditions, combines two nitrogen atoms and three water molecules to produce two ammonia молекули .
Изследователите съобщават, че новата реакционна система е постигнала по-висока ефективност от предишните опити за фиксиране на изкуствения азот и може да се работи в мащаб, десет пъти по-голям от предходните лабораторни демонстрации . Този напредък предполага, че методът има потенциал за индустриално приложение, въпреки че е необходима допълнителна работа за оптимизиране на реакционните условия и подобряване на рентабилността в мащаб .
Given that over 80% of the 200 million tonnes of ammonia produced annually is used in agriculture, this innovation could play a critical role in promoting more sustainable fertilizer production. If commercialized, the method may help lower energy use and reduce emissions in one of the most resource-intensive sectors of global food production.
