آمونیاک یکی از مهم‌ترین مواد شیمیایی تولید شده در جهان است و تنها پس از اسید سولفوریک، بیشترین حجم تولید سالانه را به خود اختصاص می‌دهد. این ماده عمدتاً برای تولید کود استفاده می‌شود که برای تغذیه جمعیت جهان ضروری است. با این حال، تولید آن تا ۲ درصد از مصرف انرژی جهانی و حدود ۱.۵ درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای را شامل می‌شود؛ بنابراین، جستجو برای یافتن روش‌های پایدارتر برای تولید آمونیاک در جریان است.

روش سنتی تولید آمونیاک که بیش از یک قرن مورد استفاده قرار می‌گیرد و بخش اعظم تولید را تشکیل می‌دهد، فرآیند هابر-بوش است. این فرآیند برای تامین گرمای مورد نیاز به سوخت‌های فسیلی متکی است. همچنین، هیدروژن مورد استفاده در این فرآیند نیز عمدتاً از سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود.

روش دیگری نیز وجود دارد که از الکترو شیمی به جای گرما و فشار استفاده می‌کند، اما تاکنون این روش در مقیاس‌های مورد نیاز، از نظر اقتصادی رقابتی نبوده است.

اکنون، محققان MIT راهی برای پیش‌بینی اینکه کدام مواد می‌توانند امیدوارکننده‌ترین کاتالیزورها در تولید الکتروشیمیایی آمونیاک باشند، توسعه داده‌اند. کاتالیزورها به تسریع واکنش‌های شیمیایی کمک می‌کنند و خواص آن‌ها تعیین می‌کند که این واکنش‌ها با چه کارایی انجام می‌شوند. رویکرد جدید می‌تواند سرعت جستجو برای موادی را که می‌توانند این روش کم‌آلاینده را با فرآیند هابر-بوش رقابتی کنند، به‌طور چشمگیری افزایش دهد؛ چرا که به جای آزمایش و خطا بر روی میلیون‌ها آلیاژ ممکن (که سال‌ها طول می‌کشد)، امکان شناسایی مواد مناسب را فراهم می‌کند.

"رویکرد ما فیزیک کلیدی