فنانوری‌نانو می‌تواند منجر به مرتع‌های سبزتر شود

طبق گفته پژوهشگران در ژاپن، نانوآلیاژهایی که از نور خورشید توان می‌گیرند، می‌توانند نیترات‌های آلاینده را بدون رهاسازی دی‌اکسید کربن به کود آمونیاکی تبدیل کنند.

طبق گفته پژوهشگران در ژاپن، نانوآلیاژهایی
که از نور خورشید توان می‌گیرند، می‌توانند نیترات‌های آلاینده را بدون
رهاسازی دی‌اکسید کربن به کود آمونیاکی تبدیل کنند.

استفاده از کود آمونیاک (NH3) سنتزی راندمان محصولات کشاورزی را افزایش می‌دهد،
اما این کود شیمیایی می‌تواند غلظت یون‌های نیترات \'(NO3-)\’ در خاک را افزایش
دهد. این یون‌ها یک منبع باالقوه آلودگی آب‌های زیرزمینی و تغذیه جهت رشد
سریع جلبک‌های مضر هستند.

استفاده از تابش پرتوی ماوراءبنفش (hν) برای تولید الکترون‌های پرانرژی \'(e)\’،
کاتالیست مس – پالادیوم (کره‌های سبز و آبی) را قادر به تولید هیدروژن (H0) بدون
استفاده از سوخت‌های فسیلی می‌کند. این کاتالیست همچنین یون‌های نیترات \'(NO3-)\’ را
به آمونیاک \'(NH3)\’ تبدیل می‌کند.
اکنون گروه تحقیقاتی به رهبری میهو یاماوچی
و ماساکی تاکاتا از مرکز RIKEN، برای رفع اثرات سمیت کودهای آمونیاکی
راهکاری ارائه کرده است. این محققان نانوفوتوکاتالیست‌های دوفلزی ساخته‌اند
که می‌توانند با تجزیه آب با استفاده از انرژی خورشیدی گاز هیدروژن تولید
کنند. آنها با کمک این کاتالیست‌ها می‌توانند یون‌های نیترات را بدون تولید
دی‌اکسید کربن به آمونیاک تبدیل کنند.

جایگزین کردن اتم‌های اکسیژنِ یون‌های نیترات با هیدروژن یک واکنش شیمیایی
مشکل است، اما این شمیدانان می‌توانند این کار را با استفاده از نانوذرات
آلیاژ مس – پالادیوم انجام دهند. در این حالت، یون‌های نیترات روی سطح این
نانوذرات تثبیت می‌شوند و طی یک واکنش احیاء کاتالیستی با اتم‌های هیدروژنِ
روی آن سطح، این جایگزینی اتفاق می‌افتد. با این حال، توزیع اتمی در سطح
این آلیاژ نتیجه این رویه را تحت تاثیر قرار می‌دهد: ناحیه‌هایی با دامنه‌های
بزرگی از اتم‌های پالادیوم تمایل به ایجاد گاز نیتروژن دارند، در حالی که
آلیاژهای که به خوبی مخلوط شده‌اند، ترجیحا آمونیاک تولید می‌کنند.

در اغلب روش‌های تولید آمونیاک، از گاز هیدروژنِ تولیدشده از سوخت‌های
فسیلی استفاده می‌شود؛ اما این محققان از انرژی خورشید استفاده کردند. آنها
متوجه شدند که با ترسیب نانوآلیاژ مس – پالادیوم روی دی‌اکسید تیتانیوم
حساس به نور، می‌توان فوتوکاتالیستی ساخت که قادر به تبدیل تابش ماورءبنفش
به الکترون‌های پرانرژی است؛ سپس این الکترون‌ها تولید گاز هیدروژن از یک
محلول ساده‌ی آب – متانول را تحریک می‌کنند. موقعی این محققان یون‌های
نیترات را به این مخلوط اضافه کردند، کاتالیست CuPd/TiO2 حدود ۸۰ درصد آنها
را تبدیل به آمونیاک کرد.

این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی J. Am. Chem. Soc.
منتشر کرده‌اند.