Загрязнение воды нитратами — серьезная экологическая проблема: нитраты попадают в водоемы из‑за сельского хозяйства, промышленности и бытовых отходов. При этом аммиак важен для экономики, потому что его используют в производстве и рассматривают как перспективное «чистое» топливо. Сейчас аммиак делают по технологии, которая требует много энергии и дает большие выбросы углекислого газа.
Исследователи из Японии придумали особый катализатор, который помогает превращать нитраты в аммиак прямо в обычных условиях, используя «зеленую» электроэнергию. Особенность этого катализатора в том, что он не остается неизменным, а в процессе работы сам подстраивается и становится активнее. Его сделали из меди и кобальта простым способом — при обычной температуре и обычном давлении.
В ходе экспериментов выяснилось, что медь и кобальт работают сообща: медь помогает связывать нитраты и запускать нужные превращения, а кобальт расщепляет воду, давая частицы водорода, которые ускоряют образование аммиака. Благодаря такому взаимодействию удается получать аммиак быстро и почти без побочных продуктов.
Испытания показали хорошие результаты: катализатор стабильно работал больше 60 часов, а при очистке воды снижал уровень нитратов с 140 до 7,45 ppm — это намного ниже нормы, рекомендованной ВОЗ. При этом одновременно вырабатывался аммиак.
Важность открытия в том, что такой подход позволяет одновременно решать две задачи: очищать сточные воды и получать ценный продукт. Кроме того, сам принцип «самонастраивающегося» катализатора может пригодиться и в других технологиях — например, для производства водорода или переработки углекислого газа. В будущем ученые планируют проверить работу катализатора на реальных сточных водах и масштабировать технологию.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ИИ помог создать дешевые катализаторы на основе железа.