Китайские учёные научили ИИ превращать грязную воду в удобрения

Нитраты, попадающие в реки с полей и заводских стоков, вызывают массовое цветение водорослей, из-за которого вода теряет кислород, а рыба гибнет.

Китайские исследователи нашли способ использовать эту проблему с пользой: превращать загрязнённую воду в аммиак — основу для удобрений.

Как это работает

В основе разработки — двухатомные катализаторы, где два атома металла работают в паре, запуская сложные химические реакции. Раньше подходящие пары подбирали почти наугад. Учёные из Фуцзяньского института структуры вещества Китайской академии наук подключили к этому нейросеть: она заранее предсказывала удачные сочетания, отсеивая бесперспективные варианты.

В итоге синтезировали 14 катализаторов из редкоземельных элементов — иттрия, лантана и церия. Содержание металла в них достигло почти 31% по весу, что в четыре раза больше прежнего рекорда. Когда через такой катализатор пропускают грязную воду вместе с электрическим током, выход аммиака оказывается втрое выше, чем у обычных аналогов. Процесс идёт при комнатной температуре — никаких дорогих печей и высокого давления, сообщает Hi-Tech Mail

Зачем это нужно

Традиционный способ производства аммиака, придуманный больше ста лет назад, требует сотен градусов и давления в сотни атмосфер. Он работает на природном газе или угле и потребляет около 2% всей мировой энергии. Новая технология пока не заменит гигантские заводы, но приближает химическую промышленность к децентрализованному производству удобрений прямо там, где есть сельскохозяйственные стоки.

Мировой рынок мочевины (главного азотного удобрения) зависит от поставок через несколько узких морских коридоров. Любой сбой — и цены растут для фермеров на всех континентах. Технология, позволяющая получать аммиак из местных отходов, снижает эту зависимость. Для Китая, крупнейшего производителя и потребителя удобрений, такой резервный источник сырья имеет стратегическое значение.

До промышленного масштаба разработке ещё далеко, но направление очевидно: очищать воду и одновременно производить ценные удобрения.