Из выхлопа — в удобрение: китайские химики нашли способ превращать промышленные газы в карбамид

Группа китайских учёных из Университета имени Сунь Ятсена представила новую технологию, способную существенно изменить подход к утилизации промышленных выбросов и производству азотных удобрений. Разработанный ими твердофазный электролитный катализатор позволяет с высокой эффективностью — порядка 65% — превращать выхлопные газы промышленных предприятий в карбамид, ключевое сырьё для производства удобрений и химикатов. При этом процесс протекает практически без образования побочных продуктов, таких как аммиак или гидразин, что делает его не только более экологичным, но и экономически оправданным.

Авторы разработки, возглавляемые Ляо Пэйцинем, подчеркнули, что новая технология базируется на использовании наноматериала, включающего медь, железо и пористую углеродную основу. Эта комбинация позволяет эффективно расщеплять молекулы углекислого газа и азота, соединяя их с водородом и кислородом, в результате чего образуется карбамид. Ранее подобные попытки предпринимались, однако большинство катализаторов в аналогичных условиях способствовали образованию побочных соединений, из-за чего процесс становился дорогим и технически сложным.

Новая система отличается не только высокой селективностью, но и способностью работать при относительно низком напряжении и силе тока, что позволяет использовать её в условиях ограниченного энергопотребления. Это открывает перспективы не только для локализованных установок малой мощности, но и для масштабной переработки выбросов непосредственно на промышленных предприятиях.

Современное производство карбамида по-прежнему связано с большими энергетическими затратами, поскольку для его синтеза используется аммиак, производимый из природного газа при высоких температурах и давлениях. Новый подход предлагает избавиться от этих затрат, напрямую превращая CO₂ и азот, содержащиеся в выбросах, в полезное сырьё, что также снижает зависимость от цен на энергоносители.