Sciencemag.cz
Doporučujeme
Válka s molekulou dusíku. Na Pacific Northwest National Laboratory navrhují syntézu amoniaku pomocí katalýzy chrómem.
K čemu by to mohlo být dobré?
Přimět molekulu dusíku k reakci, to je je pro chemiky tradičně výzva. Zvládne to blesk, zvládnou to některé bakterie/sinice a zprostředkovaně pak třeba luštěniny. Vyrobit čpavek laboratorně vyžaduje však vysoké teploty a tlaky a/nebo katalyzátory. A to i přesto, že reakce je exotermická, má ale vysokou aktivační energii. Výroba čpavku jako základu pro hnojiva má samozřejmě obrovský průmyslový/ekonomický význam, podle některých názorů např. vůbec umožnila Německu vést první světovou válku, když bylo odříznuto od dovozu ledku.
Nový výzkum tvrdí, že jako katalyzátor syntézy čpavku by se mohl uplatnit i chróm. Ten zatím v příslušné reakci moc nefungoval, ostatně ani prvky ve stejné skupině s chromem (molybden a wolfram) ne.
V nově navrženém uspořádání jsou atomy chromu nejprve stabilizovány okolním komplexem (což má být snad struktura, kruh, ze 12 atomů, každý čtvrtý je fosfor – snad PO3 skupiny?; právě atomy fosforu mají chromu dodat potřebné katalytické funkce, protože změní hustoty valenčních elektronů), chróm potom dokáže přimět molekulu dusíku k větší reaktivitě.
Ve výzkumu nicméně primárně nešlo jen o zefektivnění výroby čpavku. To, že komplex fosforu a chromu dokáže narušit velmi stabilní trojnou vazbu v molekule dusíku, je míněno spíše jako příklad. Jedním ze záměrů je ukládat takto přebytky energie produkované větrnými či slunečními elektrárnami. Jinak řečeno, komplex fosforu a chromu by mohl tyto přebytky svázat s prováděním některých jinak velmi náročných reakcí, energie by se místo dodávek do rozvodné sítě využívala k syntézám. „Chemické“ využití samozřejmě není žádnou novinkou, nejčastěji se takto experimentuje s výrobou vodíku, např. elektrolýzou vody; to působí velmi jednoduše, ale do ekonomicky efektivní podoby se takový provoz zatím odladit nepodařilo.
Výše zmíněna Pacific Northwest National Laboratory spadá pod americké ministerstvo energetiky.
Zdroj: ScienceDaily a další
