"Wat deze studie mogelijk heeft gemaakt, is dat we in Stockholm een ​​foto-elektronenspectroscopie-instrument hebben gebouwd waarmee studies van katalysatoroppervlakken onder hoge druk mogelijk zijn. Daardoor hebben we kunnen observeren wat er gebeurt als de reactie direct plaatsvindt", zegt David Degerman, postdoc in de chemische industrie. Natuurkunde aan de Universiteit van Stockholm.

"We hebben een nieuwe deur geopend voor het begrijpen van de katalyse van ammoniakproductie met ons nieuwe instrument waarmee we nu reactietussenproducten kunnen detecteren en bewijs kunnen leveren voor het reactiemechanisme."

"Het is van cruciaal belang geweest om ons Stockholm-instrument bij een van de helderste röntgenbronnen ter wereld, PETRA III in Hamburg, te hebben om het onderzoek uit te voeren", zegt Patrick Lömker, onderzoeker aan de Universiteit van Stockholm. "We kunnen ons nu de toekomst voorstellen met nog helderdere bronnen wanneer de machine wordt geüpgraded naar PETRA IV."

"We hebben nu de middelen om onderzoek te doen dat leidt tot nieuwe katalysatormaterialen voor de productie van ammoniak die beter kunnen worden gebruikt om samen met door elektrolyse geproduceerde waterstof te passen in de groene transitie van de chemische industrie", zegt Anders Nilsson.

“Het is inspirerend om onderzoek te doen naar een onderwerp dat zo verbonden is met een wetenschappelijk succesverhaal dat de mensheid enorm heeft geholpen. Ik wil graag doorgaan met onderzoek om nieuwe katalysatoren te vinden die onze afhankelijkheid van fossiele bronnen kunnen verminderen. De chemische industrie alleen al is verantwoordelijk voor 8% van de wereldwijde CO₂ emissies", zegt Bernadette Davies, promovendus in materiaalchemie aan de Universiteit van Stockholm.

"Het langetermijnperspectief om ammoniakproductie uit te voeren via een elektrokatalytisch alternatief dat rechtstreeks wordt aangedreven door zonne- of windenergie is zeer aantrekkelijk, en nu hebben we hulpmiddelen om deze ontwikkeling wetenschappelijk te ondersteunen", zegt Sergey Koroidov, onderzoeker aan de Universiteit van Stockholm. .

Het onderzoek werd uitgevoerd in samenwerking met Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg en de Montan Universiteit in Oostenrijk. Bij het onderzoek waren voormalige medewerkers van de universiteit betrokken:Chris Goodwin, Peter Amann, Mikhail Shiplin, Jette Mathiesen en Gabriel Rodrigez.

Meer informatie: Anders Nilsson, Operando onderzoek naar de oppervlaktechemie tijdens het Haber-Bosch-proces, Natuur (2024). DOI:10.1038/s41586-023-06844-5. www.nature.com/articles/s41586-023-06844-5

Journaalinformatie: Natuur

Aangeboden door de Universiteit van Stockholm