Судалгааны тайлбар: Аммиак нь бордоо, эм тариа, тэсрэх бодис, резин зэрэг хүн төрөлхтөний салшгүй хэрэглээ болсон олон бүтээгдэхүүнийг үйлдвэрлэхэд түүхий эд болгон хэрэглэгддэг, үйлдвэрлэлээрээ дэлхийд хоёрдугаарт ордог химийн бодис юм. Дэлхий дахинаа жил бүр 60 тэрбум долларын өртөгтэй, 150 сая тонн аммиак үйлдвэрлэгддэг гэсэн статистик мэдээ байдаг. Манай оронд ч гэсэн хөдөө аж ахуй, уул уурхайн салбар аммионийн нитрат, сульфат зэрэг аммиак агуулсан химийн нэгдлийг ихээр импортолж, хэрэглэдэг билээ. Сүүлийн үед аммиакийг цэвэр энергийн үүсгүүр болгох буюу аммиакийн түлшний элемент, дам хэлбэрээр устөрөгчийн түлшний элементэд хэрэглэх судалгаа түгээмэл хийгдэж байна. Өнөөдрийн байдлаар үйлдвэрт аммиакийг Габер-Бошийн аргаар өндөр даралт, температурт азот, устөрөгчийн хийнээс гарган авч байна. Энэ аргаар нэг тонн аммиак гарган авахад 34 ГЖ энерги зарцууулдаг бөгөөд энэ нь дэлхийн нийт энергийн ~2%-тай тэнцэх хэмжээний энерги юм. Түүнчлэн 1 тонн аммиак гаргахад 1.5 тонн нүүрсхүчлийн хий ялгардаг нь хүлэмжийн хий үүсгэхэд ихээхэн хувь нэмэр оруулдаг байна. Ийм учраас азотын ангижрах урвал (N2 + 6H+ + 6e− → 2NH3)-д үндэслэн аммиакийг цахилгаан химийн аргаар синтезлэх арга нь нөхөн сэргээгдэх энергийн эх үүсвэрийг ашиглан цахилгаан гарган авах боломжтой, нүүрсхүчлийн хий ялгаруулдаггүй зэрэг давуу талтай учраас эрдэмтдийн анхаарлыг ихээр татаж байна. Нөгөө талаас өндөр бүтээмжтэй электрокатализатор (идэвхжлийн энерги багатай, завсрын шатны бүтээгдэхүүний холбоосын энерги сул) хэрэглэснээр ердийн даралт, температурт аммиак синтезлэх боломж бүрдэнэ. Энэ зорилгоор Au, Ru, Rh зэрэг үнэт металлыг хэрэглэдэг боловч олдоц багатай, өндөр үнэтэй зэрэг шалтгаанаар үйлдвэрт хэрэглэх боломжоор хомс юм. Иймд судлаачдад Фарадейн бүтээмж багатай шинэ, хямд үнэтэй, үнэт металл агуулаагүй электрокатализаторыг нээн илрүүлэх явдал туйлын сонирхолтой судалгааны нэг юм. Энэхүү судалгааны ажлын зорилго нь нүүрстөрөгчийн наноматериал (эх орны түүхий эд графитаас гарган авсан болон худалдааны графин) болон фосфорин зэрэг 2D материалд суурилсан өндөр идэвхтэй электрокатализаторыг азотыг ангижруулах цахилгаан химийн аргаар аммиак синтезлэх юм. Нөгөө талаас бид перовскайт нарны зайг азотыг ангижруулах урвалын цахилгааны үүсгүүр болгох, цахилгаан гарган авахад хэрэглэн аммиакийг синтезлэх ногоон технологийг бий болгохоор зорьж байгаа юм.