_{CO(NH 2} ) ₂ düsturu ilə karbamid, istehsal, kənd təsərrüfatı və müxtəlif sənayelər daxil olmaqla, bir sıra sektorlarda geniş istifadə olunan kimyəvi birləşmədir. Şərti olaraq, bu birləşmə azotdan (N₂) ammonyakın sintezini və onun karbon qazı (CO₂) ilə sonrakı reaksiyasını tələb edən iki addımlı bir proses vasitəsilə istehsal olunur.

Bu reaksiya yüksək temperaturda və yüksək təzyiq altında baş verir və ammonium karbamat adlı birləşmənin əmələ gəlməsinə səbəb olur. Bu birləşmə daha sonra daha aşağı təzyiqlərdə parçalanır və nəticədə karbamid və su əmələ gəlir.

Karbamid istehsalı üçün ənənəvi proseslər çox enerji tələb edir, yəni istənilən miqdarda karbamid istehsal etmək üçün onlar çoxlu elektrik enerjisi sərf edirlər. Son bir neçə il ərzində bəzi mühəndislər beləliklə, karbamid sintez etmək üçün daha çox enerjiyə qənaət edən strategiyalar hazırlamağa çalışırlar.

Mümkün yanaşmalardan biri elektrolizatorlardan, istənilən kimyəvi reaksiyaları asanlaşdırmaq üçün elektrikdən istifadə edən cihazlardan istifadə etməklə birbaşa CO₂ və N₂-dən karbamid sintez etmək ola bilər . İndiyə qədər bu cihazların karbamid sintezi üçün istifadəsi çətin olmuşdur, çünki cihazlarda gözlənilməz yan reaksiyalar tez-tez əvəzinə başqa birləşmələr yaradır.

Çindəki Sun Yat-Sen Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda bərk elektroliti birləşdirən elektrolizatordan istifadə edərək əldə edilən protonla məhdud mühitdə, sənaye proseslərindən çıxan tullantı qazı, əvvəlcədən təmizlənmiş baca qazından təmiz karbamid sintez etmək üçün yeni strategiya təqdim etdilər. Onların “Nature Nanotechnology” jurnalında dərc olunmuş məqaləsi geniş miqyasda karbamidin enerjiyə qənaətli istehsalı üçün yeni dəyərli imkanlar aça bilər.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1746436397&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-04-electrosynthesis-urea-flue-gas-high.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTYiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNS4wLjcwNDkuMTE2Il0sWyJOb3QtQS5CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTYiXV0sMF0.&dt=1746436397151&bpp=6&bdt=143&idt=6&shv=r20250430&mjsv=m202505010101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1746436375%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1746436375%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1746436375%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=2081380622816&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1945&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95358863%2C95358865%2C95354562%2C95358976%2C95359091%2C95359240%2C31092181%2C95359121%2C31090357%2C95359476&oid=2&pvsid=2405295949539411&tmod=1572849442&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=4&uci=a!4&btvi=1&fsb=1&dtd=15

Yan-Chen Liu, Jia-Run Huang və onların həmkarları məqalələrində “CO ₂ və N _2- nin birgə reduksiyası yolu ilə təmiz karbamidin elektrosintezi çətin olaraq qalır” dedi. “Biz göstəririk ki, sulu elektrolitdən məhrum məsaməli bərk elektrolitlə təchiz olunmuş elektrolizatorda yaradılmış protonla məhdudlaşmış mühit hidrogenin təkamül reaksiyasını və N _2- nin ammiakla həddindən artıq hidrogenləşməsini yatıra bilər.

_{“Bu, əvəzində *CO 2 -nin *NHNH (N 2-nin} yarı hidrogenləşməsindən ara məhsul) ilə C-N birləşməsinə kömək edə bilər və bununla da karbamid istehsalını asanlaşdırır.”

Bu tədqiqat qrupu tərəfindən təqdim edilən karbamid sintezi üçün yeni strategiya, ilk növbədə, hidrogen ionlarının (yəni protonların) az olduğu bir şəraitdə protonla məhdud bir mühitin yaradılmasına əsaslanır. Bu vəziyyət məsaməli bərk elektrolit ehtiva edən elektrolizatordan istifadə etməklə uğurla həyata keçirildi.

“Katalizator kimi siklik heterotrimetal klasterləri olan ultra nazik iki ölçülü metal-azolat çərçivəsinin nano vərəqlərindən istifadə etməklə, əvvəlcədən təmizlənmiş tüstü qazından (əsasən 85% N2 və 15% CO 2 ehtiva edir) karbamid istehsalının Faradaik səmərəliliyi _qədər yüksəkdir _, lakin 65,5% Limon və digər mayelər əmələ gəlməmişdir”. və onların həmkarları.

“2.0 V-lik aşağı hüceyrə gərginliyində cərəyan 100 mA-a çata bilər və karbamid istehsal sürəti 5.07 g g _cat ⁻¹  h ⁻¹ və ya 84.4 mmol g _cat ⁻¹  h ⁻¹ qədər yüksəkdir . Diqqətlə qeyd etmək lazımdır ki, o, davamlı olaraq 6.2 wt% təmiz karbamid və sulu məhlul istehsal edə bilər. bərk alındı”.

Komandanın ilkin təcrübələrində onların strategiyası adi karbamid sintezi yanaşmalarından daha az enerji sərf etməklə yanaşı, ammonyak əlavə məhsulları olmadan yüksək təmizlikli karbamidin davamlı istehsalına imkan verdi. Gələcəkdə o, daha da sınaqdan keçirilə və geniş miqyasda tətbiq oluna bilər, potensial olaraq geniş miqyasda daha yaşıl və sərfəli karbamid istehsalına imkan verə bilər.

“Əvvəlcədən təmizlənmiş tüstü qazının birbaşa xammal kimi istifadəsi daxilolma xərclərini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və yüksək reaksiya sürəti və seçmə qabiliyyəti sistem miqyasının və əməliyyat xərclərinin azalmasına kömək edir” dedi tədqiqatçılar.

Daha çox məlumat: Yan-Chen Liu və digərləri, məsaməli bərk elektrolit elektrolizatorunda qurulmuş protonla məhdud mühitdə əvvəlcədən təmizlənmiş baca qazından təmiz karbamidin elektrosintezi, Təbiət Nanotexnologiyası (2025). DOI: 10.1038/s41565-025-01914-3

Jurnal məlumatı: Təbiət Nanotexnologiyası 

© 2025 Science X Network