Что происходит

Китайские учёные научили ИИ превращать грязную воду в удобрения

Исследователи из Фуцзяньского института структуры вещества КАН создали катализаторы на основе иттрия, лантана и церия с помощью нейросети.

magnific.com

Нитраты, попадающие в реки с полей и заводских стоков, вызывают массовое цветение водорослей. Вода теряет кислород — рыба гибнет. Это одна из главных экологических проблем современности. Но китайские исследователи нашли способ использовать загрязнение с пользой: превращать токсичную 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. Искусственный интеллект заранее предсказывал удачные сочетания, отсеивая бесперспективные варианты.

Результат превзошёл ожидания

С помощью ИИ синтезировали 14 катализаторов из редкоземельных элементов:

  • иттрий,

  • лантан,

  • церий.

Содержание металла в них достигло почти 31% по весу — это в четыре раза больше прежнего мирового рекорда.

Цифры эффективности

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.

Почему это революция?

Традиционный способ производства аммиака (процесс Габера-Боша) был придуман больше ста лет назад. Он требует сотен градусов и давления в сотни атмосфер. Работает на природном газе или угле и потребляет около 2% всей мировой энергии.

Новая технология, конечно, пока не заменит гигантские заводы. Но она приближает химическую промышленность к децентрализованному производству удобрений прямо там, где есть сельскохозяйственные стоки.

Глобальное значение

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.