Vorming van chalcogel met FeMoS en het tin-zwavel ligand.

Om ammoniak te maken zijn geen extreme omstandigheden meer nodig, maar slechts een nieuwe katalysator en wat licht. Onder deze milde omstandigheden kan stikstof heel makkelijk worden vastgelegd in ammoniak, melden Amerikaanse onderzoekers van de Northwestern University in JACS.

De groep van Mercouri Kanatzidis heeft een katalysator gemaakt van ijzer, molybdeen en zwavel (FeMoS), die erg lijkt op het enzym dat planten gebruiken voor dit proces.

Van deze elementen is een zogenaamde chalcogel gemaakt door toevoeging van een tin-zwavel ligand. Deze gel heeft een sponsachtige structuur, is stabiel in vrijwel alle oplosmiddelen en absorbeert licht. En hij blijkt stikstof te kunnen binden op het oppervlak en dit te kunnen omzetten in ammonia.

De onderzoekers plaatsten de katalysator in een oplossing met pyridiniumchloride, een protondonor, en natriumascorbaat, een elektrondonor. Vervolgens lieten ze stikstof meerdere uren door de oplossing bubbelen en beschenen ze de reactie met een xenonlamp. Er ontstond ammoniak, zonder dat de katalysator aan werking verloor.

Ammoniak wordt al honderd jaar op enorme schaal gebruikt in kunstmest en als basis voor stikstofhoudende moleculen. In de industrie wordt ammoniak gemaakt bij 400 °C en hoge druk met het Haber-Boschproces. Dit proces kan door dit onderzoek misschien wel veel efficiënter en bovendien met veel schonere methodes worden uitgevoerd. De vraag is alleen nog in hoeverre dit proces opgeschaald kan worden.