Аммиак из плазмы
Учёные из Кейсовского университета Западного резервного района (шт. Огайо) нашли способ производства аммиака без применения высоких давлений и температур, которые требуются в промышленном процессе Габера-Боша, и без расхода природного газа.
Исследователи сумели соединить два состояния вещества, характеризующиеся высокой ионизацией, - растворённое и плазменное. Новый процесс назван гибридным электролизом.
Электрохимический реактор используется сразу для электролиза воды с выделением водорода и синтеза аммиака из водорода и подаваемого в реактор азота. В качестве анода использована платиновая фольга, вместо катода применена металлическая трубка, между концом которой и поверхностью раствора зажигается холодный плазменный разряд. Через эту же трубку в реактор подаётся азот. Ещё пара трубок используется для продувки сосуда с целью удаления кислорода.
В плазме на границе раствора молекулы азота распадаются на ионы и активные электроны, которые тут же попадают в раствор. Там электроны расщепляют молекулы воды, создавая водородные радикалы, способные реагировать с ионами азота, образуя аммиак.
В процессе синтеза температура реактора не превышает 65 °C. При токе 2 мА производится 440 мкг аммиака в час. На первый взгляд, это совсем мало, но, как отмечают исследователи, фарадеевская эффективность процесса доведена практически до 100% и выход полезного вещества увеличен на четыре порядка в сравнении с большинством других экспериментов по низкотемпературному синтезу, в которых образовывалось много посторонних веществ и мало аммиака.
Исследователи отмечают, что из-за больших энергетических затрат новый метод не заменит промышленный процесс Габера-Боша. Тем не менее открытие имеет замечательные перспективы, поскольку гибридный электролиз позволяет синтезировать аммиак практически в любых условиях, используя лишь постоянный ток, азот и воду. Возможно, со временем гибридный электролиз будет использоваться для производства водорода с применением возобновляемой энергии.
Читайте другие наши материалы
