Японские химики разработали катализатор на основе нитрида лантана с добавлением никеля, проверили его способность ускорять реакцию образования аммиака из азота и водорода и установили механизм происходящих процессов. Материал позволял аммиаку стабильно и непрерывно образовываться в течении 100 часов, а также смог функционировать лучше аналогичных материалов из переходных металлов и сопоставим с более дорогим рутениевым катализатором.

Результаты исследования опубликованы в Nature.

Аммиак широко используется в промышленности и является ключевым компонентом в производстве азотных удобрений. Это вещество получают по реакции атмосферного азота с водородом, но не напрямую, а с использованием катализаторов, снижающих энергию активации реакции. Чаще всего это либо дорогостоящие металлы, либо менее эффективные неорганические соединения.

Недавно ученые показали, что нитриды переходных металлов с вакансиями азота в кристаллической решетке на поверхности материала снижает энергию связи азота в воздухе, благоприятствуя ее разрыву.

Тянь-Нань Е (Tian-Nan Ye) с коллегами из Токийского технологического института создали катализатор на основе нитрида лантана с добавлением никеля и проверили его свойства. Материал представлял собой частицы размером около 30 нанометров.