Dünya nüfusu büyüdükçe, gübre yapımında temel bir bileşen olan amonyağa olan talep de artmaktadır. Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı, küresel nüfus artışını besleyebilmek için amonyak üretiminin 2050 yılına kadar dört katına çıkarılması gerektiğini tahmin etmektedir.
Amonyak üretiminde mevcut altın standart süreç, enerji yoğun bir yapıya sahip olup küresel sera gazı emisyonlarına önemli ölçüde katkıda bulunmaktadır. 1900’lerin başında icat edilen Haber-Bosch yöntemi, hidrojen ve azot gazının 400-500 santigrat derecede karıştırılmasını gerektirmektedir. Bu yöntem, küresel karbondioksit emisyonlarının yaklaşık %2’sinden sorumlu olup fosil enerji kullanımının da %2’sini oluşturmaktadır.
McMaster Üniversitesi’nden araştırmacılar, daha çevre dostu ve hızlı bir süreç geliştirdi. Bu süreç, yaygın bir su kirleticisi olan nitrattan amonyağı daha verimli biçimde üretiyor ve fosil yakıt yerine yenilenebilir elektrik kullandığı için “daha temiz” bir yöntem olarak öne çıkıyor.
Ekip, her biri farklı bir katkı maddesi veya bileşen içeren dört versiyonlu demir bazlı bir katalizörün performansını incelemek amacıyla Saskatchewan Üniversitesi’ndeki Kanada Işık Kaynağı’nı (CLS) kullandı. En başarılı formül, nitratın katalizöre (kimyasal bir reaksiyonu hızlandıran madde) daha kolay ulaşmasını ve amonyağa daha verimli şekilde dönüştürülmesini sağladı. Çalışma, Journal of the American Chemical Society dergisinde yayımlandı.
Doktora çalışmasını danışmanı Dr. Drew Higgins gözetiminde yürüten McMaster araştırmacısı Dr. Navid Noor, ekibin başlangıçta dönüşüm sürecinin elektronik boyutlarını ince ayarlamaya odaklandığını belirterek şunları söyledi: “Daha derine indikçe katalizörlerin yüzey özelliklerinin de belirleyici bir rol oynadığını fark ettik. Katalizörümüze hem daha fazla elektron hem de daha fazla su ileten bir malzeme bulmamız gerekiyordu.”
Noor, CLS’de kullandıkları tekniğin—X-ışını absorpsiyon spektroskopisi—katalizörlerin davranışını anlamalarına büyük katkı sağladığını belirtti. Araştırmaya verdikleri destek için CLS personeline de teşekkürlerini ileten Noor şöyle devam etti: “Deneyi tasarlamamıza ve kurmamıza yardımcı oldular, verileri yorumlamamızda destek verdiler; bu da alana gerçekten anlamlı bir katkı sunmamızı sağladı.”
Noor, bir sonraki adımın bulgularını gerçek dünya koşullarında ve sektörle ilgili ortamlarda test etmek olduğunu vurgulayarak şunları gözlemledi: “Bu, elektrokimyasal teknolojiler kullanarak sürdürülebilir amonyak üretimine başlamak için bize bir referans noktası oluşturacaktır.”
Kaynak
Navid Noor et al, Decoupling the Impact of Electronic Structure and Electrode Wettability of Functionalized Iron Phthalocyanine Catalysts for Electrochemical Nitrate Reduction to Ammonia, Journal of the American Chemical Society (2026). DOI: 10.1021/jacs.5c22794 / Journal information: Journal of the American Chemical Society / https://phys.org/news/2026-05-ammonia-method-upend-industry-dirtiest.html
