Nowy sposób na uwodornienie azotu

Naukowcy z japońskiego RIKEN Center for Sustainable Resource Science dokonali odkrycia, dzięki któremu będzie można otrzymywać amoniak i inne związku azotu w temperaturze pokojowej. Amoniak na skalę przemysłową otrzymuje się obecnie w energochłonnym procesie Haber-Boscha.

Azot stanowiący 78 proc. powietrza atmosferycznego, tworzy cząsteczkę dwuatomową o bardzo silnym potrójnym wiązaniu co sprawia, że jest ono bardzo trudne rozerwania i przeprowadzenia tego gazu w pochodną azotu. Zwykle reakcje z azotem prowadzi się bądź w wysokiej temp. przy wysokich ciśnieniach lub w łagodnych warunkach, ale przy użyciu drogich i nieodzyskiwalnych katalizatorów.

Reakcję w warunkach temp. pokojowej udało się ostatnio przeprowadzić za pomocą wieloatomowych wodorków metali tworzących klatki molekularne. Są one w stanie wygenerować wystarczajacą ilość elektronów aby rozbić potrójne wiązanie azotu i równocześnie stanowią źródło wodoru.

Naukowcy zbudowali kompleks na bazie tytanu. W eksperymencie zmieszano prekursor tytanowy z wodorem i azotem w stanie gazu w reaktorze ciśnieniowym w temperaturze pokojowej. Zamiast czystego wodorku metalu otrzymano strukturę zawiarajacą 4 połączone ze sobą wodorki tytanu oraz pary wódór-azot. Za pomocą krystalografi rentgenowskiej i spektroskopii z użyciem izotopów określono, że cząsteczka N2 została aktywowana i rozerwana poprzez równoczesne przyłączenie trzech atomów tytanu i przemieszczeniu wodoru z tytanu do azotu. Naukowcy nadal pracują nad poznaniem mechanizmu tej reakcji, która pozwoliłaby na ograniczenie kosztów pozyskiwania zwiazków azotowych.

(pj)