Luzerne, cacahuète, et les plants de soja absorbent l'azote et l'hydrogène de l'air et les transforment en ammoniac, qui aide les plantes à pousser. Les réactions pour produire de l'ammoniac sont conduites par des catalyseurs naturels, qui abaissent l'énergie nécessaire pour que les réactions se produisent. Inspiré par ces catalyseurs, les scientifiques ont découvert comment la lumière du soleil peut déclencher la fonctionnalisation des molécules d'azote. Ils ont construit un complexe qui récolte la lumière du soleil. L'énergie ajoutée provoque le déplacement des électrons et rend les molécules d'azote réceptives à la liaison avec l'hydrogène et, Donc, sur la voie de la fabrication de l'ammoniac.

À l'échelle mondiale, les agriculteurs ont besoin d'engrais riches en azote. En raison de ce besoin, les chercheurs s'efforcent de débloquer une production hautement efficace d'ammoniac contenant de l'azote. Ici, les chercheurs expliquent comment la liaison d'azote d'un complexe change lorsqu'il est excité par la lumière du soleil. Les connaissances qui en résultent pourraient conduire à des catalyseurs qui déplacent efficacement les électrons pour produire de l'ammoniac en utilisant moins d'énergie. Aussi, les connaissances pourraient conduire à des catalyseurs qui utilisent des sources renouvelables d'hydrogène, plutôt que le gaz naturel.

L'ammoniac dans les engrais est vital pour la croissance des cultures. La production d'ammoniac pour les engrais est un processus énergivore qui nécessite du gaz naturel pour fournir l'hydrogène nécessaire. Les scientifiques ont longtemps lutté pour synthétiser un catalyseur à base de métal capable de produire efficacement de l'ammoniac avec une empreinte carbone minimale, car l'azote est notoirement non réactif. L'objectif est de développer des procédés économes en énergie qui pompent l'ammoniac en utilisant de l'hydrogène provenant de sources renouvelables. Maintenant, les chercheurs proposent comment un composé à base de molybdène peut utiliser efficacement l'énergie de la lumière du soleil pour rendre l'azote réactif et susceptible de former les liaisons nécessaires pour créer de l'ammoniac. L'équipe a préparé un complexe qui saisit une molécule d'azote (diazote) et la maintient entre deux atomes de molybdène. Les molécules en forme de brin attachées au centre métallique absorbent la lumière, spécifiquement dans le proche infrarouge à l'ultraviolet. En une fraction de seconde, à mesure que la lumière dynamise le complexe et fournit ainsi de l'énergie pour convertir l'azote en ammoniac, les molécules absorbant la lumière vibrent en synchronisation avec l'azote. Cette connexion quantique-mécanique est supposée abaisser la barrière de réaction, rendant ainsi la molécule non réactive réceptive à la liaison avec l'hydrogène. Savoir comment les électrons se déplacent et interagissent avec la structure du complexe pourrait aider les scientifiques à traduire ce travail en fonctionnalisation catalytique de l'azote.