Процесс измельчения в шаровой мельнице активирует катализатор таким образом, что он способствует синтезу аммиака при гораздо более низкой температуре и давлении, чем это необходимо в хорошо зарекомендовавшем себя процессе Габера-Боша. Об этом сообщает портал Phys.org.
Три Нобелевские премии и 150 миллионов тонн годового производства — все еще непростая тема для исследований: уже более 100 лет химическая промышленность использует процесс Габера-Боша для преобразования атмосферного азота и водорода в аммиак, важный компонент минеральных удобрений и многих других химических продуктов.
Ученые из Max-Planck-Institut für Kohlenforschung теперь нашли удивительно простой способ производства аммиака при температуре окружающей среды и даже при атмосферном давлении, что позволяет работать в гораздо более мягких условиях, чем те, которые требуются для запуска процесса Габера-Боша.
Реагенты проходят через мельницу, которая измельчает катализатор, используемый для облегчения реакции между инертным азотом и водородом. В результате получается тонкий, но непрерывный поток аммиака.
Пятьсот градусов по Цельсию и 200 бар давления — это условия, которые обычно требуются для того, чтобы азот соединился с водородом с образованием аммиака. Только в таком виде азот может использоваться растениями.
Несмотря на все споры вокруг минеральных удобрений, процесс Габера-Боша вносит существенный вклад в обеспечение питания растущего населения мира. Поэтому неудивительно, что Фриц Габер и Карл Бош, а также исследователь Герхард Эртль, который точно выяснил, что происходит во время запуска этого процесса, были удостоены Нобелевской премии по химии.
Химики хотят отказаться от суровых условий, необходимых для запуска реакции, — в том числе из-за количества требуемой энергии. Были предприняты значительные усилия, чтобы найти альтернативный метод производства: другие катализаторы, свет как источник энергии, электролиз и даже механокатализ — процессы, которые происходят в шаровой мельнице.
