Этот металл спасёт планету: неожиданное открытие в химии аммиака

Как насчёт аммиака без вреда для планеты? Швейцарские химики предложили способ, который может кардинально изменить "грязную" химию удобрений. В эпицентре инновации — уран, использованный совершенно неожиданным образом.

Что придумали учёные

Команда из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработала урановый катализатор, который способен при комнатной температуре превращать азот из воздуха в аммиак. Это возможно благодаря новой молекулярной архитектуре: азот "пристыковывается" не к одному, а сразу к двум атомам урана.

"Мы использовали природоподобный подход, позволяющий прикреплять молекулы боком", — объясняет профессор Маринелла Маццанти. — "Такой способ заметно упрощает разрыв прочной связи между атомами азота".

Как это работает

Катализатор состоит из соединения урана и органических компонентов, захватывающих молекулы азота. Добавление электронов, щелочных металлов и органических кислот расщепляет молекулу азота, создавая ионы. Они в свою очередь вступают в реакцию с протонами, формируя молекулы аммиака.

Главное преимущество — эффективность. Один "блок" катализатора способен одновременно генерировать до девяти молекул аммиака. И всё это — при обычной температуре и давлении, без экстремальных условий.

Безопаснее для экологии

В отличие от традиционных методов, новый катализатор практически не производит опасных побочных веществ вроде гидразина. Это значит, что в будущем возможно промышленное производство аммиака с минимальными выбросами CO₂.

Почему это важно

Сейчас для получения аммиака в основном используется метод Габера-Боша, разработанный ещё в начале XX века. Он требует высоких температур, давления и железных катализаторов — а значит, огромных энергетических затрат и загрязнения атмосферы.

Создание альтернативы этой технологии — важнейший шаг на пути к "зелёному" сельскому хозяйству и химии.

Уточнения

Аммиа́к (нитрид водорода, гидрид азота, аммониа́к, химическая формула — NH₃) — бинарное неорганическое химическое соединение, молекула которого состоит из одного атома азота и трёх атомов водорода.