Закись азота — один из наиболее опасных парниковых газов современности. При потенциале глобального потепления в 265–298 раз выше CO₂ на горизонте ста лет и времени жизни в атмосфере около 109 лет, N₂O представляет серьёзную угрозу климатической системе планеты. До настоящего времени промышленное разложение этого газа требовало нагрева до 600–900°C.
Международная команда из Массачусетского технологического института и Сколковского института науки и технологий опубликовала в журнале Nature Catalysis результаты трёхлетней работы над биокатализатором нового поколения. В основе разработки — модифицированные N₂O-редуктазы бактерий Paracoccus denitrificans.
Принцип работы и технические параметры
Биядерный медный центр CuZ*, ответственный за восстановление N₂O, стабилизирован дополнительными дисульфидными мостиками — это снижает чувствительность фермента к кислороду, что прежде являлось главным препятствием для биологических подходов к разложению закиси азота.
Мы впервые добились стабильного разложения N₂O при температуре окружающей среды. Это открывает совершенно новые возможности для промышленной очистки выбросов
В ходе испытаний катализатор показал эффективность разложения 94,7% при концентрации N₂O 0,1–15% и температуре 18–25°C. Срок службы без деградации превысил 2000 часов непрерывной работы.
Промышленный потенциал и перспективы
Технология прежде всего найдёт применение в производстве азотной кислоты и удобрений — крупнейших источниках промышленных выбросов N₂O. По оценкам исследователей, внедрение каталитических фильтров на предприятиях отрасли позволит сократить глобальные выбросы N₂O на 12–18% к 2030 году. Патент подан в США и ЕС, коммерциализация ожидается через 2–3 года.
