Разработан метод синтеза аммиака, который протекает при комнатной температуре и атмосферном давлении, для реакции используется видимый свет:
"В классическом процессе Габера — Боша лимитирующей стадией (самым медленным и трудным этапом) является диссоциация азота — полный разрыв тройной связи N==N. Только после того, как молекула разорвана на два атома азота, к ним начинает присоединяться водород. Этот первичный разрыв требует очень высокой энергии, что и диктует необходимость высоких температур.
Фотохимический процесс на сплаве AuRu идет по другому пути. Горячие электроны, генерируемые золотом, переносятся на разрыхляющие орбитали молекулы азота, адсорбированной на атоме рутения. Это снижает энергетический барьер не для разрыва связи азот-азот, а для присоединения водорода к целой молекуле.
Происходит процесс, называемый «ассоциативной гидрогенизацией» или «гидрогенизацией, способствующей диссоциации»:
Молекула азота закрепляется на поверхности.
Под действием горячих электронов к ней присоединяется атом водорода.
Образование связи N-H ослабляет тройную связь между атомами азота.
Последующие акты присоединения водорода приводят к окончательному распаду молекулы азота и образованию аммиака.
Расчеты показали, что этот механизм снижает энергетический барьер реакции с 2.2 электронвольт (непреодолимых при комнатной температуре) до приблизительно 1.0 электронвольт. Такая энергия вполне доступна горячим электронам, полученным от поглощения видимого света.
...
Кроме того, исследование подтверждает гипотезу о механизме работы природных ферментов — нитрогеназ. Бактерии фиксируют азот при обычной температуре именно через механизм последовательного гидрирования, избегая «лобового» разрыва тройной связи.
...
Переход от термической активации к фотохимическому управлению реакциями открывает возможность децентрализации производства. Вместо массивных заводов, требующих подключения к газопроводам и мощным электростанциям, производство аммиака может осуществляться на компактных модульных установках, использующих солнечный свет и воздух, непосредственно в местах потребления — на фермах или в удаленных поселениях."
https://www.ixbt.com/live/science/uchenye-sozdali-tehnologiyu-proizvodstva-ammiaka-iz-vozduha-i-sveta-reakciya-uspeshno-idet-pri-komnatnoy-temperature.html
