Для получения вещества исследователи из инженерной школы Университета Райса манипулировали двумерным кристаллом — дисульфидом молибдена — и превратили его в катализатор, удалив атомы серы из кристаллической структуры и заменив молибден на кобальт.
Это позволило материалу имитировать естественное поведение органических бактерий для превращения оксида динитрогена в аммиак. Практически этот же процесс они смогли повторить в лаборатории несколько десятков раз.
Неорганический процесс позволяет производить аммиак везде, где это необходимо, не обращая внимание на условия окружающей среды. При этом их метод намного экологичнее, чем традиционный процесс Габера, который позволяет производить миллионы тонн химического вещества в год, однако чреват выбросами вредных веществ в атмосферу.
«Во время процесса Габера производится большое количество углекислого газа и потребляется много энергии, — отмечает ведущий автор и аспирант Университета Райса Сяоинь Тянь. — Но наш процесс использует только электричество, чтобы запустить катализатор. Мы можем получить энергию с помощью солнца или ветра».
Компьютерное моделирование подтвердило, что замена некоторых открытых атомов молибдена кобальтом повысит способность соединения восстанавливать динитроген до аммиака.
«Масштабы пока не сопоставимы с хорошо развитыми промышленными процессами, но в конкретных случаях наши эксперименты могут предложить альтернативу для производств, которые хотят стать «зелеными», — отметил руководитель проекта Цзин Чжан, научный сотрудник Университета Райса. — Это позволит производить аммиак там, где нужно — даже в космосе».