Новый 2D материал превращает воздух в топливо и удобрения

Ученые обнаружили, что семейство двумерных материалов MXenes способно эффективно преобразовывать компоненты воздуха в аммиак — ключевой компонент удобрений и транспортного топлива. Уникальность этих материалов заключается в возможности тонкой настройки их атомной структуры и химического состава для оптимизации каталитических свойств.

Исследование показало, что реакционная способность кристаллической решётки азота в MXenes определяет их эффективность как электрокатализаторов. Комбинация экспериментальных методов, включая Рамановскую спектроскопию, и компьютерного моделирования выявила взаимодействие энергетически релевантных растворителей с поверхностью материалов, что критически важно для синтеза аммиака. Нитридные MXenes продемонстрировали превосходную производительность по сравнению с более изученными карбидными аналогами.

Эта работа открывает путь к созданию эффективных и устойчивых катализаторов на основе доступных материалов, способных заменить дорогостоящие металлы. Понимание процессов на атомарном уровне может революционизировать производство химикатов и топлива из возобновляемых ресурсов, способствуя развитию зелёной химии.