Палладий способен коренным образом преобразить сельское хозяйство

Традиционный метод получения аммиака базируется на пропускании смеси азота и водорода через нагретый катализатор при высоком давлении и имеет ряд недостатков: он очень энергоемок, катализаторы могут спекаться, малейшая примесь воды или кислорода могут их «отравлять» и замедлять процесс.

В качестве альтернативы может быть рассмотрена технология, разработанная сотрудниками Университета Буффало (США), взявшими за основу синтез аммиака при ударе молнии – она расщепляет содержащиеся в атмосферном воздухе молекулы азота, которые взаимодействуют с кислородом. При дожде оксиды азота попадают в почву и там бактерии преобразуют их в аммиак и далее в питательные для растений вещества.

В созданном учеными реакторе молнию заменяет плазма, бактерий – катализатор из меди и палладия. Процесс получения аммиака идет при комнатной температуре. Его отличительной чертой является отсутствие необходимости в строительстве имеющих большие габариты установок синтеза аммиака, реактор по размеру сходен с контейнером для автомобильных перевозок и на нем сверху можно установить солнечные панели для выработки электроэнергии. Подобные реакторы можно в буквальном смысле слова доставлять на поля и там вырабатывать аммиак (его прямое внесение в почву постепенно получает широкое развитие в сельском хозяйстве мира).

По существующим оценкам, выпуск аммиака на планете в 2023 году составил порядка 180 млн тонн, в 2030 году он может выйти на уровень 300 млн тонн и продолжить рост дальше — до 500-600 млн тонн в 2050 году. Его драйвером будет выступать использование аммиака в сельском хозяйстве, морских перевозках и водородной энергетике.

Сельскому хозяйству мира аммиак нужен для сокращения выбросов углекислого газа, напрямую влияющих на углеродоемкость продуктов питания. В судоходстве в настоящее время реализуются проекты кораблей, способных плавать на аммиаке. Особое им внимание уделяют в Китае и Японии, играющих большую роль на глобальном рынке грузовых перевозок. И недаром же Yara International (входит в число лидеров глобального рынка азотных удобрений) и North Sea Container Line намерены в 2026 году отправить в плавание контейнеровоз, сжигающий чистый аммиак.

Также сильный спрос на аммиак предъявляют предприятия по выпуску азотной кислоты, соды, полимеров, растворителей и других востребованных химических веществ. Поэтому в долгосрочной перспективе ужесточение требований к охране окружающей среды в сочетании с ограничениями по сооружению «классических» установок синтеза аммиака может привести к коммерциализации описанной выше технологии и расширению заказов на палладий (не считая меди), фактически формируя для него новые области применения и сельское хозяйство будет в их числе.