Исследователям из Сиднейского университета в Австралии удалось напрямую получить газообразный аммиак (NH₃), стимулируя молекулы азота и кислорода в воздухе с помощью искусственной молнии, похожей на электричество. Этот метод не требует использования ископаемого топлива и является альтернативой энергоемким процессам, таким как метод Хабера-Боша.
Аммиак играет ключевую роль в производстве удобрений, хладагентов и различных химикатов по всему миру. Однако широко используемый в настоящее время процесс Хабера-Боша потребляет очень много энергии, поскольку работает при высокой температуре и давлении, и вызывает около 1 процента глобальных выбросов парниковых газов.
Исключены высокоэнергетические и грязные процессы
Первый шаг в новом процессе — преобразование молекул азота и кислорода из воздуха в высокоэнергетическую плазму с помощью электрической энергии. Это происходит аналогично тому, как природная молния отрывает электроны от молекул воздуха и создает проводящий канал. Полученные молекулы NOx направляются в электролизер, содержащий специальную мембрану.
В этом электролизере используются наночастицы оксида железа на меди с кислородными вакансиями на поверхности. Эти вакансии позволяют молекулам NOx присоединяться, а затем, в процессе электрохимического восстановления, атомы водорода соединяются с соединениями азота. Этот процесс протекает по эффективному химическому пути, называемому «NHO-путь». Это устраняет необходимость в высокочистом водороде или азотном газе.
