В новой технологии солнечный свет производит аммиак из воздуха

Команда химиков из Университета Токио разработала новую каталитическую систему производства аммиака из доступных молекул, в том числе, из азота и воды. Ключевая особенность инновации — в сочетании двух типов катализаторов, созданных специально для синтеза аммиака. Активирует эти катализаторы солнечный свет.

«Это первый успешный пример фотокаталитического производства аммиака при помощи атмосферного диазота в качестве источника азота и воды в качестве источника протонов, в котором также применяется энергия видимого света и два типа молекулярных катализаторов, — сказал профессор Ёсиаки Нисибаяси. — Мы использовали иридиевый фотокатализатор и третичные фосфины, другое химическое вещество, которое обеспечивает фотохимическую активацию молекул воды. Эффективность реакции оказалась выше, чем мы ожидали, по сравнению с результатами предыдущих экспериментов по образованию фотокаталитического аммиака под действием видимого света».

Первый из двух катализаторов, синтезированных учеными, основан на переходном металле молибдене и служит для активации диазота. Второй — на основе переходного металла иридия для фотоактивации как третичных фосфинов, так и воды. Задача третьего компонента, третичного фосфина, помогать извлекать протоны из молекул воды.

Как https://www.eurekalert.org/news-releases/1084510 EurekAlert, разработанная учеными реакция готова к испытаниям в более крупных масштабах, хотя для повышения безопасности и эффективности еще предстоит решить ряд проблем. Некоторые компоненты, к примеру, третичные фосфины, можно было бы производить с использованием солнечной энергии или перерабатывать из фосфиноксидов.

И хотя они сами по себе стабильны, они могут быть токсичными при попадании внутрь человека, поэтому было бы идеально найти экологически безвредный способ их утилизации или переработки.

«В растениях аммиак образуется в результате биологической фиксации азота с помощью цианобактерий и связан с фотосинтезом, — сказал Нисибаяси. — Здесь электроны для реакции образуются фотосинтезом, а протоны извлекаются из воды. Поэтому результаты нашего недавнего исследования можно рассматривать как успешный пример искусственного фотосинтеза аммиака».

Команда исследователей из США https://hightech.plus/2025/01/23/uchenie-predlozhili-polucha... инновационный способ производства этого соединения без химических заводов, работающих на ископаемом топливе. В качестве реактора они предлагают использовать недра Земли, а заодно — очищать сточные воды.