Революционный катализатор без переходных металлов меняет производство аммиака

Международная группа японских ученых из Института науки Токио, Национального института материаловедения и Университета Тохоку совершила прорыв в технологии синтеза аммиака. Исследование, опубликованное в Nature Chemistry 17 февраля 2025 года под руководством профессора Масааки Китано, представляет инновационный катализатор, способный революционизировать химическую промышленность.
Революционный катализатор без переходных металлов меняет производство аммиака
Изображение носит иллюстративный характер

Традиционный процесс Габера-Боша, используемый для производства аммиака, требует экстремальных температур и давлений, что приводит к значительным выбросам углекислого газа. Кроме того, процесс зависит от катализаторов на основе железа и рутения, что делает его ресурсозатратным.

Новый катализатор Ba3SiO5−xNyHz (трибарий силикат) демонстрирует уникальные свойства, главное из которых – отсутствие переходных металлов в составе. Химическая формула материала Ba3SiO2.87N0.80H1.86 указывает на наличие анионных вакансий, выступающих в роли активных центров катализа.

Синтез нового материала происходит при температурах 400-700°C, что значительно ниже традиционных 1100-1400°C. Процесс включает низкотемпературную твердофазную реакцию между амидом бария и диоксидом кремния, что делает его технологически доступным.

Базовая версия катализатора демонстрирует более высокую активность по сравнению с катализатором на основе оксида магния с рутением. При этом материал обладает низкой энергией активации и исключительной стабильностью. Важно отметить, что традиционные формы соединений (Ba3SiO5, Ba3Si6O9N4, BaSi2O2N2) не проявляют каталитической активности.

Усовершенствованная версия катализатора, дополненная наночастицами рутения, показывает еще более впечатляющие результаты. Ключевую роль в активации азота играют анионные вакансии, что позволяет осуществлять процесс без использования переходных металлов.

Разработка открывает путь к более экологичному и эффективному производству аммиака. Сниженные требования к температуре и давлению, уменьшенные выбросы и меньшая зависимость от редких ресурсов делают технологию привлекательной для промышленного внедрения. Масштабируемость синтеза катализатора дополнительно способствует его потенциальному коммерческому использованию.


Новое на сайте

20854Как дешёвые Android-смартфоны превращаются в чужие прокси? 20853В Индии имя звонящего появится на экране вместе с номером 20852Как проверить готовность команды к звонку с клонированным голосом? 20851Уязвимости MarkLogic: делегированные права могли открыть путь к администраторскому... 20850Как GitHub закрыл лазейку, угрожавшую тысячам npm-пакетов? 20849Hirudo подменяет банковские приложения, чтобы обойти их защиту 20848Как Vghost превратил старую ошибку Linux в путь к root? 20847Уязвимости в PAN-OS и Cisco Secure Email Gateway уже используют атакующие 20846Как уязвимость GitLab могла открыть сервер для чужого кода? 20845Уязвимость SAP Cloud SDK могла отправить OAuth2-секреты злоумышленнику 20844Уязвимость в Nextcloud открыла путь к веб-оболочкам на серверах 20843Смогут ли малые ИИ-модели превратить бытовую технику в ботнет? 20842Пять уязвимостей NGINX: кому грозит риск и как закрыть его 20841Тайный диктофон в OpenAI: что утверждают следователи 20840Как проверять уязвимость входа, не заходя дальше дозволенного?
Ссылка