Ученые из Стэнфордского университета создали экологичный способ добычи аммиака, используя крошечные капли воды и азота из воздуха. Результаты работы описаны в статье, опубликованной в журнале PNAS.
Аммиак (NH 3) — необходимое для производства химических удобрений вещество. На протяжении столетия для его синтеза в большом объеме применялся процесс Хабера-Боша. Однако этот метод требует больших энергетических ресурсов: для удовлетворения текущего ежегодного спроса на планете на 150 миллионов метрических тонн аммиака расходуется более двух процентов мировой энергии. При этом в атмосферу выбрасывается примерно один процент мирового объема углекислого газа.
Новый подход добычи NH 3 предполагает более простое, дешевое и безопасное производство. Еще одно преимущество заключается в портативности: процесс Хабера-Боша воспроизводится только на крупных производствах, а новая технология может применяться прямо на ферме.
В процессе разработки авторы нанесли катализатор из оксида железа и синтетической мембраны из повторяющихся цепочек двух больших молекул на графитовую сетку, встроенную в газовый распылитель. Тот выбрасывал микрокапли, в которых вода и сжатый молекулярный азот (N2) вступали в реакцию с помощью катализатора. Характеристики микрокапель проанализировали масс-спектрометром, который показал наличие аммиака.
Пока что метод находится на стадии исследования, в будущем специалисты планируют изучить, как концентрировать полученный аммиак, а также как адаптировать процесс для коммерческого производства.