فوتوتثبیت نیتروژن بوسیله نور مریی و تولید آمونیاک به عنوان سوخت جدید پایه هیدروژنی

افزایش بیرویه میزان کربن دی اکسید در جو و محدودیت منابع سوخت های فسیلی، جوامع بشری را با دو چالش بزرگ گرمایش جهانی و بحران انرژی مواجه کرده است. یکی از روش های مدرن تامین انرژی، استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت پاک و تجدیدپذیر است. چگالی انرژی جرمی هیدروژن بیشتر از سوخت های هیدروکربنی است و همین موضوع آن را به یک حامل انرژی جالب توجه تبدیل کرده است. اما چگالی انرژی حجمی پایین هیدروژن تحت شرایط محیطی، ذخیره مقدار زیاد هیدروژن را در فضای کم مشکل میکند. آمونیاک یکی از بهترین مواد ذخیره کننده هیدروژن است که دارای چگالی انرژی بالایی است و مشابه با هیدروژن عاری از کربن بوده و به عنوان یک حامل انرژی پاک مطرح است. برخلاف هیدروژن، آمونیاک به راحتی در حجمهای کم ذخیره شده و ذخیره سازی و انتقال آن بیخطر است. تولید آمونیاک به صورت صنعتی توسط فرآیند هابر بوش انجام می شود. این فرآیند در دما و فشار بالا انجام می شود. برای ایجاد این شرایط، مقدار زیادی از سوخت های فسیلی مصرف شده و به دنبال آن حجم وسیعی گاز کربن دیاکسید به عنوان مهمترین گاز گلخانه ای تولید می شود. شکافت آب توسط نور خورشید و تولید آمونیاک راه حل امید بخشی برای رفع این مشکل است. در این کار، نانوذرات کامپوزیتی با خواص فوتوکاتالیستی مناسب با پایه تیتانیم و آهن سنتز شدند. با استفاده از این نانوذرات در دما و فشار محیط آمونیاک سنتز شد. در نهایت فرآیند فوتوتثبیت نیتروژن و تولید آمونیاک از دیدگاه شیمی فیزیکی مورد بررسی قرار گرفته و مکانیسم فوتوتبدیل تبیین گردید.