Stikstof is essentieel voor alle vormen van leven. De formidabele sterkte van de N≡N drievoudige binding maakt N ₂ fixatie in biologisch beschikbare vormen uiterst moeilijk.

Momenteel, de activering en omzetting van stikstof berusten voornamelijk op het Haber-Bosch-proces. Echter, het proces heeft aanzienlijke nadelen, zoals de eis van zware reactieomstandigheden, hoog energieverbruik, en grote CO ₂ uitstoot.

Onlangs, De groep van prof. Chen Ping van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen en hun medewerkers publiceerden een inleiding in Natuur Beoordelingen Methoden Primers het bespreken van onderzoekstechnieken en -methoden op het gebied van stikstofreductie en -oxidatie.

Nieuwe methoden van duurzaam N ₂ activering en conversie, zoals lage temperatuur en lage druk thermische katalyse en (foto)elektrokatalyse, zijn achtervolgd, maar de vooruitgang werd belemmerd door het gebrek aan nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid bij het verzamelen en analyseren van resultaten.

"We willen een leidraad geven over technieken en methoden op het gebied van stikstofreductie en oxidatie, " zei prof. Chen.

De onderzoekers bekeken de historische ontwikkeling van N ₂ activering, en analyseerde het belang en de uitdagingen in combinatie met theoretische berekeningen.

Vervolgens, ze boden een holistisch stapsgewijze protocol dat van toepassing is op alle stikstoftransformatiereacties, inclusief de introductie van een proefopstelling, detectiemethoden van de producten, mogelijke bronnen van de verontreinigingen, katalytische prestatie-evaluatie, analyse van de experimentele resultaten, en theoretische berekeningen. Ze vergeleken en analyseerden de state-of-the-art resultaten van verschillende katalytische reacties volgens het raamwerk van het protocol.

Deze primer behandelt verschillende veelvoorkomende valkuilen in het veld, best practices om de reproduceerbaarheid te verbeteren en kostenefficiënte methoden om rigoureuze experimenten uit te voeren.

"Het toekomstige onderzoek naar stikstofactivering en -conversie vereist rigoureuze experimenten en standaardisatie om te voorkomen dat valse positieven in de literatuur verschijnen, die het mogelijk zouden maken vooruitgang te boeken in de richting van praktische technologieën voor de activering van N ₂ , " zei prof. Chen.