Медно-кобальтовый катализатор сам себя перестроил ради большей эффективности
Но сначала ученым пришлось вручную подобрать нужное количество кобальта
Японские и китайские химики создали медно-кобальтовый катализатор, который во время электрохимического восстановления нитратов самопроизвольно перестраивает свою структуру. Эта реконструкция оказалась ключом к высокой эффективности получения аммиака из нитратов: фарадеевская эффективность достигла 95,4 процента. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Science.
Электрохимическое восстановление нитратов — процесс вдвойне полезный: можно одновременно очищать загрязненную воду и получать аммиак в мягких условиях без традиционного энергоемкого процесса Габера — Боша. Одним из перспективных доступных катализаторов для таких процессов считаются соединения меди: их электронное строение помогает легко связываться с нитратами и восстанавливать их. В то же время с медью не все так просто: ученые знали, что во время реакции ее ионы постоянно меняют степень окисления, но роль этих изменений оставалась неясной. Кроме того, медь плохо удерживает некоторые промежуточные продукты реакции и недостаточно эффективно расщепляет воду до водорода, что замедляет образование аммиака.