Аммиак, ключевое соединение для синтетических удобрений, поддерживает продовольственную безопасность половины населения Земли. Ученые из Стэнфорда, Университета Райса и национальной лаборатории SLAC представили метод его получения при комнатной температуре и атмосферном давлении, используя видимый свет и наночастицы золота с рутением. Новый подход основан на плазмонном фотокатализе, который использует свет для генерации активных зарядов, ускоряя химические реакции.
Биметаллический сплав AuRu, оптимизированный до 20% рутения, сочетает в себе свойства обоих металлов, обеспечивая эффективное взаимодействие с молекулами азота. Механизм реакции включает «ассоциативную гидрогенизацию», что снижает энергетический барьер до 1.0 эВ, доступного горячим электронам.
Результаты показывают производительность около 60 мкмоль аммиака на грамм катализатора в час. Эта технология не только улучшает производство удобрений, но и открывает новые горизонты для хранения и транспортировки водорода, что может революционизировать энергетический сектор.