123
Наука Новости

Бактерии помогут химикам из России удешевить производство аммиака

Химики из МГУ и Института проблем химической физики РАН «подсмотрели» более эффективный и безопасный способ превращения азота в аммиак, проследив за тем, как это делают азотофиксирующие бактерии, говорится  в статье, опубликованной в журнале Inorganic Chemistry, об этом сообщают РИА Новости.

Аммиак, наряду с угарным газом, метаном и простейшими органическими соединениями, является ключевым компонентом практически всех современных производственных цепочек. Залежи аммиака в природе практически не встречаются, из-за чего промышленники вынуждены получать его искусственным путем, расщепляя молекулы атмосферного азота.

Несмотря на все попытки ученых придумать новые способы превращения азота в метан, мировой химпром до сих пор производит его, используя реакцию и технологии, открытые и созданные Фрицом Габером и Карлом Бошем в начале 20 века. Они обнаружили, что аммиак можно получить, прокачивая смесь азота и водорода, нагретую до высоких температур и сжатую до сверхвысоких давлений, через катализатор на базе железа.


В Саранске открыли уникальное производство антибиотиков нового поколения


Осуществление этой реакции, как объясняют Николай Киреев, химик из МГУ имени М.В. Ломоносова, и его коллеги, требует огромных количеств энергии – сегодня мир тратит примерно 1% от общего объема производимого электричества на синтез аммиака. Поэтому ученые достаточно давно пытаются найти ей замену, изучая то, как осуществляют эту реакцию бактерии.

Российских ученых, как отмечает Киреев, в данном случае интересовало то, как микробам удается избегать формирования химических связей между атомами катализатора, расщепляющего азот, и атомами водорода, что характерно для реакции Габера и делает ее небезопасной и дорогой с энергетической точки зрения.

Изучая ферменты, преобразующие азот в аммиак в клетках бактерий, ученые обратили внимание на одну общую их черту – их центр содержал в себе большое количество  «хвостов» аминокислот, имеющих слабые кислотные свойства. Эти молекулы, как показали дальнейшие эксперименты, заставляли ионы водорода формировать связи не с атомами металла, а с расщепляемым азотом.


Новую российскую платформу для малых спутников успешно испытали на орбите


Руководствуясь этой идеей, отечественные химики синтезировали принципиально новый катализатор, соединение вольфрама, двух молекул азота и двух органических «хвостов», который обладал подобными свойствами, и успешно проверили его работу на практике.

Как надеются ученые, дальнейшие эксперименты и оптимизация этого соединения помогут создать более дешевую и безопасную технологию производства метана, чем открытие химиков начала 20 века.

Об авторе

Тимур Хафизов

Тимур Хафизов

Корреспондент Russian IT World