Ученые реализовали фотоуправляемую фиксацию азота и синтез аммиака при помощи гидрида лития.
Портал AgroXXI.ru ознакомился с релизом Китайской академии наук, автор которого Лю Цзя сообщает о прогрессе в понимании более экологичного способа производства аммиака: «Аммиак необходим в сельском хозяйстве для производства продуктов питания, а также для будущего энергоснабжения. В промышленности его в основном производят методом Габера-Боша при высоких температурах и давлениях. Из-за высокого энергопотребления и выбросов углекислого газа в аммиачной промышленности важно разработать альтернативные материалы и подходы для эффективного восстановления N 2 до аммиака за счет возобновляемых источников энергии.
Исследовательская группа под руководством профессора Чэнь Пина из Даляньского института химической физики (DICP) Китайской академии наук (CAS) реализовала фотоуправляемую фиксацию азота и синтез аммиака при помощи гидрида лития (LiH). Исследование опубликовано в журнале Nature Chemistry.
LiH — простейший солевой гидрид, который ранее изучали для хранения водорода из-за высокого содержания водорода (12,5 мас.%). Хранение водорода описывает методологии хранения H2 для последующего использования. Методологии охватывают множество подходов, включая высокие давления и криогенику, но обычно фокусируются на химических соединениях, которые обратимо выделяют H2 при нагревании. Хранение водорода является актуальной задачей и большинство исследований сосредоточены на легком и компактном хранении водорода для мобильных приложений. Однако дегидрирование LiH термодинамически невыгодно.
В этой научной работе исследователи обнаружили, что ультрафиолетовое (УФ) освещение LiH может вызвать заметное изменение цвета с белого на светло-голубой, сопровождающееся выделением небольшого количества H 2 в условиях окружающей среды. Такое явление означало, что под воздействием УФ-излучения LiH подвергался фотолизу, в результате чего генерируемые фотонами электроны захватывались в его водородную вакансию в виде долгоживущих и богатых электронами F-центров, что демонстрировало принципиально иной механизм разделения носителей заряда.
Исследователи указали, что обработанный освещение LiH имел богатую электронами поверхность с вакансиями водорода, что способствовало активации N 2 с образованием связи NH. Они совместно подали смесь N 2 /H 2 с низким парциальным давлением H 2 в порошки LiH, что привело к фотокаталитическому производству аммиака в условиях окружающей среды.
Схема фотоуправляемого процесса азотфиксации LiH и характеристик фотокаталитического синтеза аммиака. Автор: Гуань Ецинь.
«Этот фотохимический путь является гибким в эксплуатации, и его можно использовать для мелкомасштабного и распределенного синтеза аммиака, работающего на прерывистой солнечной энергии», заключил профессор Чен».
Источник и графика: Китайская академия наук (CAS). Автор: Лю Цзя.
Заглавное фото из открытых источников.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.
