แอมโมเนียเป็นวัตถุดิบปุ๋ยและเป็นส่วนประกอบหลักของผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด ยังได้รับการยกย่องว่าเป็นทางเลือกที่ปราศจากคาร์บอนแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลในรถยนต์ในอนาคตอีกด้วย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการตอบสนองมาตรฐานจะดำเนินการภายใต้อุณหภูมิสูงและความดันสูง การใช้โมเลกุลไนโตรเจนในการสังเคราะห์แอมโมเนียจึงเป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่มีพลังงานหนาแน่น ตามรายงานของสื่อต่างประเทศ นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Berkeley Lab ของกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา ค้นพบวิธีการใหม่ที่สามารถผลิตแอมโมเนียภายใต้อุณหภูมิห้องและเวลาปกติ
ตั้งแต่ปี 1909 เป็นต้นมา อุตสาหกรรมแอมโมเนียสังเคราะห์มักจะใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นโลหะเพื่อแปลงไนโตรเจนระดับโมเลกุล (ไนโตรเจนคู่, N2) ซึ่งก็คือ Haber-Bosch พอลลี่ อาร์โนลด์ หัวหน้าภาควิชาเคมีเคมีห้องปฏิบัติการเบิร์กลีย์ พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำจากโลหะหายากที่อุณหภูมิห้องสามารถส่งเสริมปฏิกิริยานี้ได้ ARNOLD กล่าวว่า "ไม่มีใครคาดการณ์ว่าปฏิกิริยานี้จะเกิดขึ้นในโลหะหายาก พวกมันได้ขยายศักยภาพตัวเร่งปฏิกิริยาด้านสิ่งแวดล้อมของเรา"
โลหะหายากเอิร์ธได้รับความสนใจอย่างมากในการใช้งาน เช่น วัสดุอิเล็กทรอนิกส์ เลเซอร์ และแม่เหล็ก แอนโธนี หว่อง วิทยานิพนธ์หลักของงานนี้กล่าวว่า "อันที่จริง โลหะหายากไม่ได้หายาก โลหะโลหะหายากบางชนิดเกือบจะพบได้ทั่วไปพอๆ กับทองแดง และอัตราส่วนเกลือของโลหะเหล่านี้มีความเป็นพิษของโลหะน้อยกว่าที่ใช้สำหรับกระบวนการเร่งปฏิกิริยา "
นับตั้งแต่ทศวรรษ 1990 เป็นต้นมา ผู้คนทราบกันดีว่าธาตุหายากสามารถนำมารวมกับโมเลกุลไนโตรเจนได้ อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ นักวิจัยยังไม่สามารถใช้ N2 เพื่อเร่งปฏิกิริยาเพื่อสร้างสารเคมีที่มีฟังก์ชันไนโตรเจน เช่น อะมิโนหรือเอมีน Wong, Arnold และเพื่อนร่วมงานได้ออกแบบสารประกอบเพื่อเชื่อมต่อโลหะหายาก 2 ชนิดเข้าด้วยกันโดยใช้เกลือฟีนอล (ขึ้นอยู่กับสารต้านอนุมูลอิสระอย่างง่ายจากอาหาร)
โครงสร้างมีลักษณะเป็นช่องสี่เหลี่ยม โมเลกุลไนโตรเจนที่แพร่กระจายไปยังโพรงและพันธะที่ก่อตัวเป็นโลหะที่ปลายทั้งสองข้างเพื่อกระตุ้นก๊าซ จากนั้น ไนโตรเจนแบบแอคทีฟโจมตีทางอิเล็กทรอนิกส์ที่มาจากแหล่งโพแทสเซียมจะทำลายคีย์ทางเคมีของมัน ในรูปแบบมาตรฐานทั้งหมด อะตอมของไนโตรเจนและไฮโดรเจนที่ถูกเปลี่ยนรูป (หรือปฏิกิริยาอื่นๆ) จะก่อให้เกิดพันธะโควาเลนต์สามพันธะเพื่อผลิตอะมิโนหรือเอมีนที่สมมาตร ARNOLD กล่าวว่า "ตัวเร่งปฏิกิริยานี้สามารถกระตุ้นและรักษาไนโตรเจนได้ 2 ชนิด ในเวลาเดียวกัน รีเอเจนต์ที่ต่างกันจะเข้าสู่และสะท้อนผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน" เธอตั้งใจที่จะใช้อิเล็กโทรดแทนการทดสอบโพแทสเซียมเป็นแหล่งอิเล็กทรอนิกส์ในขั้นตอนถัดไป การฟื้นฟู
จากนั้นนักวิจัยจะสำรวจวิธีการปรับรูปร่างและขนาดของโพรงรูปทรง Letterbox เพื่อใช้ผลิตภัณฑ์ที่มีไนโตรเจนเพิ่มเติมด้วยการสังเคราะห์ธาตุหายาก Wong กล่าวว่า "ในขั้นตอนต่อไป เราจะสำรวจและทำความเข้าใจว่าคุณสมบัติของโลหะหายากชนิดใดที่จะส่งผลต่อปฏิกิริยาทางเคมี"
งานฝีมือแบบใหม่จะไม่มาแทนที่งานฝีมือ Hubber-Bo Shi ทางอุตสาหกรรมที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ตั้งแต่ปี 2020 การผลิตแอมโมเนียทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 200 ล้านตันต่อปี เครื่องมือที่มีอยู่ได้รับการปรับปรุงให้มีประสิทธิภาพสูงสุดและประสิทธิภาพการผลิตขนาดใหญ่ก็สูงมาก แต่สิ่งนี้สิ้นเปลืองพลังงานประมาณ 2% ของโลก และแอมโมเนียในสถานที่ต่างๆ ก็สามารถมีเพศสัมพันธ์ได้ Wong กล่าวว่า "เราต้องการวิธีที่ดีกว่าในการผลิตแอมโมเนีย วิธีการเหล่านี้ต้องการความหนาแน่นของพลังงานที่ต่ำกว่า และสามารถทำได้ที่อุณหภูมิปกติและความดันปกติเพื่อส่งเสริมความปลอดภัยของอาหารและพลังงาน" เทคโนโลยีที่ได้รับการจดสิทธิบัตรนี้ช่วยในการใส่ปุ๋ยเคมี และผลิตภัณฑ์ไนโตรเจนเฉพาะทางเคมีจะถูกขนส่งไปยังพื้นที่ที่ไม่มีท่อและมีต้นทุนที่ต่ำกว่ามาก