Ammonyak bir çox kənd təsərrüfatı və sənaye prosesləri üçün vacib olan kimyəvi maddədir, lakin onun istehsal üsulu inanılmaz dərəcədə yüksək enerji xərcləri ilə gəlir. Ammonyakın daha səmərəli istehsalı üçün müxtəlif cəhdlər edilmişdir və edilir.

Tokio Universitetinin tədqiqatçılarının da daxil olduğu bir qrup ilk dəfə atmosfer azotunu , suyu və günəş işığını birləşdirdi və iki katalizatordan istifadə edərək yüksək enerji xərcləri olmadan böyük miqdarda ammonyak istehsal etdi. Onların prosesləri simbiotik bakteriyalardan istifadə edən bitkilərdə olan təbii prosesləri əks etdirir.

Əsər Nature Communications jurnalında dərc olunub .

Hər il 200 milyon tondan bir qədər az ammonyak istehsal olunur və bunun 80%-i gübrə üçün istifadə olunur. Həmçinin, onun istehsalı dünyanın bütün enerji istehlakının təxminən 2%-ni və müvafiq olaraq dünyanın bütün karbon qazı emissiyasının təxminən 2%-ni təşkil edir. Bunları nəzərə alaraq, dünya üzrə tədqiqatçıların niyə ammonyak istehsal etmək üçün daha təmiz, daha səmərəli vasitə yaratmağa çalışdıqları başa düşüləndir.

Tokio Universitetinin Tətbiqi Kimya Departamentindən professor Yoshiaki Nishibayaşi və onun komandası bu məqsəddə mühüm nailiyyətlər əldə ediblər.

Onlar atmosfer azotu və su da daxil olmaqla, Yer kürəsində tapılan bol molekullardan ammonyak istehsalı üçün yeni katalitik sistem hazırlamağa müvəffəq oldular. Əsas odur ki, iki növ katalizator, son qarışığa töhfə vermədən reaksiyaları təmin edən və ya sürətləndirən, xüsusilə ammonyak istehsalı üçün hazırlanmış və günəş işığı ilə idarə olunan ara birləşmələrdir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1747931416&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-ammonia-air-sunlight-catalysts-mimic.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM2LjAuNzEwMy4xMTQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzYuMC43MTAzLjExNCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNi4wLjcxMDMuMTE0Il0sWyJOb3QuQS9CcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1747931416522&bpp=4&bdt=146&idt=50&shv=r20250521&mjsv=m202505190101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747931164%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747931164%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747931164%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0%2C336x280%2C920x280&nras=1&correlator=7838691823028&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2053&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=95353387%2C95360610%2C95361623%2C95360959&oid=2&pvsid=3301070004918529&tmod=140502480&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&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=3&fsb=1&dtd=240

“Bu, azot mənbəyi kimi atmosfer dinitrogenindən və proton mənbəyi kimi sudan istifadə edərək, eyni zamanda görünən işıq enerjisi və iki növ molekulyar katalizatordan istifadə edən fotokatalitik ammonyak istehsalının ilk uğurlu nümunəsidir” dedi Nishibayaşi.

“Biz iridium fotokatalizatorundan və su molekullarının fotokimyəvi aktivləşməsinə imkan verən üçüncü dərəcəli fosfin adlı başqa kimyəvi maddədən istifadə etdik . Görünən işıqla idarə olunan fotokatalitik ammonyak əmələ gəlməsi ilə bağlı əvvəlki hesabatlarla müqayisədə reaksiyanın effektivliyi gözləniləndən yüksək idi.”

Kimyəvi reaksiyalarla bağlı məsələ odur ki, onlar həmişə istədiyiniz qədər tez və ya istədiyiniz şəkildə baş vermir. Və prosesin nəticəsini, səmərəliliyini, vaxtını və sairəni idarə etmək üçün siz yalnız xam inqrediyentlərdən başqa əlavə komponentləri də cəlb etməlisiniz. Bu, katalizatorların daxil olduğu yerdir.

Nishibayashi və komandası bu təcrübələr üçün biri dinitrogenin aktivləşdirilməsi üçün keçid metalı molibdeninə, digəri isə həm üçüncü dərəcəli fosfinlərin, həm də suyun fotoaktivləşməsi üçün keçid metalı iridiuma əsaslanan iki katalizatordan istifadə etdilər. Üçüncü dərəcəli fosfinlər adlanan üçüncü komponent də protonları su molekullarından çıxarmağa kömək etmək üçün açardır.

“İridium fotokatalizatoru günəş işığını udduqda, onun həyəcanlı vəziyyəti üçüncü dərəcəli fosfinləri oksidləşdirə bilər. Oksidləşmiş üçüncü fosfinlər daha sonra fosfinin fosfor atomu ilə su arasında kimyəvi bağ yaratmaqla su molekullarını aktivləşdirir və protonlar verir”, – Nishibayaşi bildirib.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

“Molibden katalizatoru daha sonra azotun bu protonlarla ammonyak halına gəlməsini təmin edir. Dihidrogen və ya hidrogen atomlarının istehsalı üçün suyun istifadəsi yaşıl ammonyak istehsalına nail olmaq üçün ən vacib proseslərdən biridir.”

Komanda bu reaksiyanı əvvəlki eksperimentlərdən 10 dəfə miqyasda istehsal etməyi bacardı və bunun daha böyük miqyasda sınaqlara hazır olduğunu irəli sürdü, baxmayaraq ki, təhlükəsizlik və effektivliyi daha da artıra biləcək bəzi problemlər hələ də var.

Üçüncü dərəcəli fosfinlər kimi bəzi komponentlər günəş enerjisindən istifadə etməklə hazırlana bilər və ya fosfin oksidlərindən təkrar emal edilə bilər. Özləri sabit olsa da, insanlar tərəfindən qəbul edildikdə zəhərli ola bilərlər, ona görə də onları atmaq və ya təkrar emal etmək üçün məsuliyyətli bir yol tapmaq ideal olardı.

“Bitkilərdə ammonyak siyanobakteriyalardan istifadə edərək bioloji azot fiksasiyası yolu ilə əmələ gəlir və fotosintezlə əlaqələndirilir” dedi Nishibayaşi.

“Burada reaksiya üçün elektronlar fotosintez tərəfindən təmin edilir və protonlar sudan əldə edilir. Buna görə də, son araşdırmamızın nəticələri ammonyakın süni fotosintezinin uğurlu nümunəsi kimi qəbul edilə bilər .”

Daha çox məlumat: Yasuomi Yamazaki və digərləri, Dinitrogen, su və görünən işıq enerjisindən katalitik ammonyak əmələ gəlməsi, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-59727-w

Jurnal məlumatı: Nature Communications 

Tokio Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir