I ricercatori dell'Università di Stoccolma sono riusciti per la prima volta a studiare la superficie dei catalizzatori di ferro e rutenio quando l'ammoniaca si forma da azoto e idrogeno. Lo studio "Operando Probing of the Surface Chemistry Durante il processo Haber-Bosch" è pubblicato su Nature .
Una migliore conoscenza del processo catalitico e la possibilità di trovare materiali ancora più efficienti aprono le porte a una transizione verde nell'attuale CO2 -industria chimica intensiva.
L'ammoniaca, prodotta nel processo Haber-Bosch, è attualmente una delle sostanze chimiche di base più essenziali al mondo per la produzione di fertilizzanti, con una produzione annua di 110 milioni di tonnellate. Il diario Natura propose nel 2001 che il processo Haber-Bosch fosse l'invenzione scientifica più importante per l'umanità durante il 20° secolo, poiché ha salvato la vita di circa 4 miliardi di persone prevenendo la fame di massa. Una stima del contenuto di azoto nel DNA e nelle proteine del nostro corpo mostra che metà degli atomi possono derivare da Haber-Bosch.
"Nonostante tre premi Nobel (1918, 1931 e 2007) per il processo Haber-Bosch, non è stato possibile studiare sperimentalmente la superficie del catalizzatore con metodi sensibili alla superficie in condizioni reali di produzione di ammoniaca; tecniche sperimentali con sensibilità superficiale a non era stato possibile raggiungere pressioni e temperature sufficientemente elevate", afferma Anders Nilsson, professore di fisica chimica all'Università di Stoccolma.
"Di conseguenza, diverse ipotesi sullo stato del catalizzatore di ferro come metallico o in un nitruro, nonché sulla natura delle specie intermedie importanti per il meccanismo di reazione, non hanno potuto essere verificate in modo inequivocabile."