Мировое производство аммиака в последние несколько лет непрерывно росло и в 2030 году вполне может выйти на 320-340 млн тонн. Ключевым его драйвером будет выпуск азотных удобрений, востребованных в сельском хозяйстве планеты.
Традиционно аммиак получают синтезом из азота и водорода при высокой температуре и давлении в присутствии катализатора на основе железа. Данный процесс чрезвычайно энергоемок и это сдерживает подъем производства аммиака.
В качестве альтернативы ему сейчас рассматривается процесс с использованием лития и азота. В нем ионы лития электрохимически восстанавливаются до металлического лития, он в свою очередь реагирует с азотом с образованием литий-азотного соединения. При наличии источника водорода оно преобразуется в аммиак и растворенные ионы лития.
У изложенной технологии есть несколько ограничений, например, нужно быстро и дешево получать водородом путем разложения воды, хотя такой подход тоже энергозатратен. Тем не менее ученые нашли способ решения проблемы, применив палладиевую фольгу в качестве мембраны и электрода в ходе разложения воды - в результате водород прореагировал с литий-азотным соединением с выделением аммиака.
Конечно, пока процесс не коммерциализирован, впрочем, у него есть большие перспективы - удешевление синтеза аммиака открывает широкие горизонты для выработки недорогих азотных удобрений и увеличения объемов их внесения в почвы.