Nueva Hampshire3 Es uno de los productos químicos más importantes en el mundo actual, ya que se utiliza en la fabricación de fertilizantes para aumentar la producción agrícola y mantener una creciente población mundial. Por más de 100 años, NH3 La producción se basa en el proceso Hiber Bush (HB), que combina nitrógeno (N).2) E hidrógeno en presencia de un catalizador. Curiosamente, hace un siglo, un catalista a base de hierro (conocido como ‘promocionado-fafa’) todavía está a la vanguardia de NH.3 A pesar de los numerosos esfuerzos para encontrar una alternativa más efectiva a la producción, la energía.
En el proceso de HB, donde NH3 Volumen limitado, fabricado por un reactor lleno de catalizador con NH.3 La producción en el reactor depende de NH.3 Tasa de producción, no peso permanente sino volumen permanente. Si bien el primero se parece al segundo, ambos son diferentes. Ninguno de los catalizadores en NH ha sido enviado al FE promocionado.3 Tasa de producción/volumen del catalizador en todo el límite de temperatura y presión. Por esta razón, la mayoría de los investigadores educativos han optado por ignorar este hecho y han comparado el NH.3 La tasa de producción/peso de la producción de “nuevos catalistas” en revistas académicas; Esta competencia no conducirá a una mejora significativa en el proceso de HB.
En este contexto, un equipo de investigación del Instituto Japonés de Ciencias de Tokio (Science Tokyo) ha dado un paso adelante con un enfoque inventivo para el diseño del catalizador. Como se indicó en su último artículo, que se publicó en la revista. Ciencia avanzada El 23 de enero de 2025, el profesor Michikazu Hara y sus colegas adoptaron los principios del diseño de catalizador basado en hierro y los convirtieron en una herramienta inventiva principalmente, lo que produjo resultados significativos.
Asistente de catalizadores de metal utilizados para NH3 La producción generalmente se compone de partículas metálicas de transferencia que se acumulan en materiales auxiliares con una gran área de superficie específica y baja densidad, lo que idealmente mejora el área de superficie activa y mejora la NH.3 La tasa de producción / catalizador, sin embargo, este diseño da como resultado un pequeño NH.3 Tasa de producción/volumen de catalizador debido a la baja densidad.
Para abordar este problema, el equipo de investigación de Science Tokio diseñó y probó la mutación metálica con la estructura opuesta. En otras palabras, el catalizador propuesto contiene grandes partículas de hierro que se colocan con un “promotor” adecuado. “En el diseño de catalizador al alza, los sitios altamente activos pueden extenderse a la superficie del metal desde el centro del promotor de reunión”, “Hara explica,” sin embargo, no se confirmó qué estructura es más efectiva para expandir NH.3 Tasa de producción por catalizador – hasta ahora.
Después de experimentar con varias composiciones, el equipo de investigación se decidió por un catalizador que contenía hidroides de aluminio (ALH) y potasio que se colocó en partículas de hierro relativamente grandes (ALH-K).+ +/Fe). El rendimiento del catalizador de este nuevo contenido fue excelente en diferentes aspectos. Nueva Hampshire3 La tasa de producción/volumen de catalizador alcanzó. poder. 3 veces para un desarrollado-F. Además, el catalizador propuesto también puede producir NH.3 Menos de 200 ° C no puede funcionar para NH promocionado NH3 La producción, como Hara destacó, “el nuevo catalista no solo realizó mucho más catalizador que la FE promovida, que aún no ha presentado ningún catalizador producido hasta ahora, sino también con la síntesis de NH.3 Incluso a 50 ° C. No hace falta decir que el catalizador es estable. Hemos confirmado que Catalyst produce NH.3 Sin una reducción en la actividad por más de 2,000 horas.
A través de estudios mecánicos, los investigadores investigaron la causa del mejor rendimiento de Alh-K.+ +/Fe catalista. Los resultados sugirieron que la estructura está a favor de la donación de electrones en el nivel de partículas de hierro, al tiempo que aumenta el número de sitios en el área por unidad. Traduce el más n -colores de N.2Que es un límite de tarifa.
En general, los resultados de este estudio resaltan la capacidad de los catalizadores basados en hierro para NH con una estructura al revés.3 La producción se puede fabricar fácilmente mediante materiales ricos en la tierra, considerando que tales muritas pueden contribuir a NH industrial más eficiente.3 La producción, a cambio, nos ayudará en nuestra misión de prevenir el cambio climático.
