Tokio Elm İnstitutu tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Tədqiqatçılar, reaksiya maneələrini azaldan və ammonyakdan aşağı temperaturda hidrogen əmələ gəlməsini təmin edən, üçlü aralıq növlər əmələ gətirən BaSi2 dəstəkli katalizatorlar hazırladılar. Mənbə: Tokio Elm _İnstitutu

Tokio Elm İnstitutunda hazırlanmış yeni katalizator strategiyası, BaSi _2-ni nikel və kobaltın aşağı temperaturlarda ammonyakı parçalaması üçün dayaq kimi istifadə edir. Azot birləşməsini asanlaşdıran unikal üçlü keçid metalı-azot-barium aralıqları yaratmaqla sistem ammonyak parçalanması üçün enerji maneəsini azaldır. Bu, nikel və kobalt əsaslı katalizatorların aşağı temperaturlarda yüksək hidrogen istehsal aktivliyinə nail olmasına imkan verir və ruteniumun performansına uyğun gəlir və eyni zamanda daha təmiz hidrogen istehsalı üçün Yer kürəsində bol metallara güvənir.

Dünya daha təmiz enerji mənbələrinə yönəldikcə, hidrogen qalıq yanacaqlara perspektivli alternativ kimi ortaya çıxmışdır. Hidrogen təbii qaz, su, biokütlə və hidrogenlə zəngin daşıyıcılar kimi müxtəlif mənbələrdən əldə edilə bilər. Ammonyak səmərəli hidrogen daşıyıcısı kimi getdikcə diqqəti cəlb edən mənbələrdən biridir, çünki o, çox miqdarda hidrogen saxlayır və daşınması daha asandır. Lakin, ammonyakdan hidrogenin ayrılması adətən çətindir, çünki bunun üçün ya rutenium kimi qiymətli metal katalizatorları, ya da çox yüksək temperaturda işləyən qeyri-qiymətli metal katalizatorları tələb olunur.

Bu çətinliyi həll etmək üçün Dr. Qing Guo və Dr. Shiyao Wang-ın rəhbərlik etdiyi tədqiqatçılar qrupu, Yaponiyanın Tokio Elm İnstitutunun İnteqrasiya olunmuş Tədqiqatlar İnstitutunun MDX Element Strategiyası Tədqiqat Mərkəzindən professor Masaaki Kitano və xüsusi təyin olunmuş professor Hideo Hosono ilə birlikdə ammonyak parçalanması üçün yeni katalizator dizayn strategiyası hazırladılar. Bu strategiya yalnız katalizator metalına etibar etmək əvəzinə, barium silisidinin (BaSi2 _{) katalitik prosesdə birbaşa iştirak edən aktiv dəstək kimi istifadəsinə yönəlmişdir. Tədqiqat 19 fevral 2026-cı ildə} Amerika Kimya Cəmiyyətinin Jurnalında dərc edilmişdir .

Tipik ammonyak parçalanma reaksiyası bir neçə mərhələdən ibarətdir: katalizator səthinə ammonyakın adsorbsiyası ilə başlayır, ardınca hidrogen atomlarının mərhələli şəkildə çıxarılması və qalan azot atomlarının birləşməsi ilə azot qazı əmələ gətirir. Ənənəvi qeyri-qiymətli metal katalizatorları tez-tez reaksiyanın ən yavaş mərhələsi olan azot-azot birləşməsi mərhələsində çətinlik çəkirlər.

Bunun öhdəsindən gəlmək üçün tədqiqatçılar elektron bağışlaya bilən aşağı valentli bariy atomlarına malik sabit bir birləşmə olan BaSi2-dən istifadə etdilər _. Nikel kimi metallarla dayaq kimi istifadə edildikdə, metal səthinə bağlı azot atomlarına elektron bağışlayır. Bu, azot-azot birləşməsi zamanı reaksiyanın keçid vəziyyətini sabitləşdirən və reaksiya üçün tələb olunan enerjini əhəmiyyətli dərəcədə azaldan üçlü keçid metal-azot-bariy aralıqlarının əmələ gəlməsinə səbəb olur.

Kitano deyir: “Biz dayaqların metalla necə aktiv şəkildə əməkdaşlıq edərək ammonyak parçalanmasında uzun müddətdir mövcud olan kinetik maneəni aradan qaldıra biləcəyini aşkar etməyi hədəflədik”.

Spektroskopik üsullardan istifadə edərək tədqiqatçılar bu aralıq maddələrin metal və dayaq arasındakı katalizator sərhədində mövcudluğunu təsdiqlədilər. Bundan əlavə, hesablama təhlilləri göstərdi ki, onlar ənənəvi nikel səthləri ilə müqayisədə azot birləşmə reaksiyası üçün enerji maneəsini əhəmiyyətli dərəcədə azaltdılar. Bu, 540 °C-də 99%-dən çox ammonyak çevrilməsi ilə təsirli katalitik performansa səbəb oldu və bu da oxşar katalizatorları xeyli aşağı temperaturda üstələyir.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Təəccüblüdür ki, eyni təsir kobaltla da müşahidə olunub və bu yanaşmanın digər qeyri-qiymətli metallara da geniş şəkildə tətbiq oluna biləcəyini göstərir.

Kitano izah edir ki, “Bizim yanaşmamız metal-dəstək sinerjisinə alternativ bir perspektiv təklif edir və Yer kürəsində zəngin materiallardan hazırlanmış yüksək performanslı katalizatorlara yeni bir yol açır”.

Rutenium katalizatorları hazırda ammonyak parçalanması üçün ən təsirli katalizatorlar arasındadır, lakin onlar baha başa gəlir və tədarük baxımından məhduddur. Yeni hazırlanmış katalizator, ruteniuma bərabər bir performans əldə etməklə, qiymətli metallara etibar etmədən hidrogen istehsalı üçün əlverişli və miqyaslı alternativ təklif edir.

Ammonyak parçalanmasından başqa, tədqiqat katalizator dayaqlarının kimyəvi reaksiyaları necə aktiv şəkildə formalaşdıra biləcəyini nümayiş etdirir. Reaksiyalarda birbaşa iştirak edən dayaqlar dizayn etməklə tədqiqatçılar təkcə hidrogen istehsalı üçün deyil, həm də digər davamlı kimyəvi proseslər üçün daha səmərəli texnologiyalar inkişaf etdirə bilərlər. Tədqiqatlar davam etdikcə, bu kimi strategiyalar nadir resurslardan asılılığı azaldarkən daha təmiz enerji sistemlərinə keçidi sürətləndirə və daha davamlı gələcəyə yol aça bilər.

Nəşr detalları

Qing Guo və digərləri, Üçlü Keçid Metal Nitrid Aralıq Məhsullarının Yaranması ilə Təşviq Edilən Ammonyak Parçalanması: Ni (Co) ilə Yüklənmiş BaSi ₂ , Amerika Kimya Cəmiyyətinin Jurnalı (2026). DOI: 10.1021/jacs.5c16307

Jurnal məlumatı: Amerika Kimya Cəmiyyətinin Jurnalı 

Tokio Elm İnstitutu tərəfindən təmin edilir