Katalizator koji značajno poboljšava konverziju amonijaka mogao bi poboljšati tretman otpadnih voda, proizvodnju zelenih hemikalija i vodonika.
Tim naučnika je razvio efikasan katalizator sa izuzetnom sposobnošću da poboljša efikasnost konverzije amonijaka. Objavljeno u časopisu Napredni energetski materijali, studija otkriva potencijal katalizatora da značajno unapredi tretman otpadnih voda, zelenih nitrita i nitrata, kao i proizvodnju vodonika.
Katalizatori su supstance koje ubrzavaju hemijske reakcije tako što obezbeđuju efikasniji put do reakcije i olakšavaju početak i završetak. Pošto se katalizatori ne troše niti menjaju u reakciji, mogu se više puta koristiti i neophodni su u raznim industrijskim, ekološkim i biohemijskim procesima.
Tim, koji je uključivao istraživače sa japanskog Univerziteta Hokaido, australijskog Tehnološkog univerziteta u Sidneju i drugih mesta, razvio je katalizator, nazvan NiOOH-Ni, kombinovanjem nikla (Ni) sa nikl oksihidroksidom.
Amonijak može izazvati ozbiljne ekološke probleme, kao što je prekomerni rast algi u vodenim tijelima, što iscrpljuje kiseonik i šteti vodenom životu. U visokim koncentracijama, amonijak može štetiti ljudima i divljim životinjama. Efikasno upravljanje i konverzija amonijaka su stoga kritični, ali njegova korozivna priroda otežava rukovanje.
Istraživači su razvili NiOOH-Ni pomoću elektrohemijskog procesa. Niklova pena, porozni materijal, tretirana je električnom strujom dok je uronjena u hemijski rastvor.
Ovaj tretman je rezultirao formiranjem čestica nikl oksihidroksida na površini pene. Uprkos njihovoj nepravilnoj i nekristalnoj strukturi, ove čestice nikl-kiseonika značajno povećavaju efikasnost konverzije amonijaka.
Dizajn katalizatora omogućava da efikasno radi na nižim naponima i većim strujama od tradicionalnih katalizatora.
„NiOOH-Ni radi bolje od Ni pene, a put reakcije zavisi od količine električne energije (napona) koja se koristi“, objašnjava profesor Zhenguo Huang sa Tehnološkog univerziteta u Sidneju, koji je vodio studiju. „Na nižim naponima, NiOOH-Ni proizvodi nitrit, dok na višim naponima stvara nitrat.
To znači da se katalizator može koristiti na različite načine u zavisnosti od toga šta je potrebno. Na primer, može se koristiti za čišćenje otpadnih voda pretvaranjem amonijaka u manje štetne supstance. Ali u drugom procesu, može se koristiti i za proizvodnju gasa vodonika, čistog goriva. Ova fleksibilnost čini NiOOH-Ni vrednim za različite primene.
„NiOOH-Ni je impresivno izdržljiv i stabilan i dobro funkcioniše čak i nakon višestruke upotrebe“, kaže vanredni profesor Andrei Lialin sa Univerziteta Hokaido, koji je bio uključen u studiju. „To ga čini odličnom alternativom tradicionalnim, skupljim katalizatorima poput platine, koji nisu toliko efikasni u pretvaranju amonijaka.“
Dugoročna pouzdanost katalizatora čini ga pogodnim za industrijsku upotrebu velikih razmera, potencijalno transformišući način na koji industrije rukuju otpadnim vodama i proizvode čistu energiju.
