Традиционно процесс разложения аммиака протекает при температуре свыше 600 градусов Цельсия и требует катализаторов с содержанием платины 5−10% от массы. Ученые предложили использовать методы, при которых скорость реакции изменяется под воздействием света, а также снизить содержание платины в катализаторах.
«Это кардинально снижает энергозатраты. Кроме того, такие системы обладают значительным потенциалом для экологических приложений. Например, их можно интегрировать в системы очистки сточных вод на промышленных предприятиях», — цитирует пресс-служба одного из авторов разработки Дину Марковскую.
В экспериментах ученые использовали полупроводники с нанесененным металлом. Такие системы позволяют проводить процесс переработки газов в две стадии: восстановление аммиака протекает на частицах металла, окисление — на поверхности полупроводника. «Это делает процесс более энергоэффективным за счет пространственного разделения зарядов», — отметили в пресс-службе.
Перспективность предлагаемых фотокаталитических методов в использовании возобновляемой энергии, например, солнечной, и проведение процессов при комнатной температуре и атмосферном давлении.
Марковская отмечает, что фотокаталитический реактор, работающий на солнечной энергии, мог бы не только очищать воду от примесей аммиака, но и параллельно производить дополнительный водород, создавая замкнутый цикл. Учитывая масштаб объемов промышленных стоков, такая технология имеет значительный практический потенциал. Также ученые пришли к тому, что снижение количества платины во время реакции существенно не повлияет на ее активность. Возможно даже найти эффективные и более дешевые альтернативы.