Nitriet en nitraat zijn belangrijke moleculen met tal van biologische en industriële toepassingen, waaronder het voorkomen van roest (nitriet) en kunstmest (nitraat). Nu is het produceren van deze stoffen nog niet erg duurzaam, omdat er bij het huidige productieproces (hoge temperatuur Ostwald proces) zowel CO₂ als N₂O vrijkomen.

Een alternatief is het oxideren van ammonia, wat meestal met edelmetalen wordt gekatalyseerd. Maar Alexandr Simonov, Bryan Suryanto en collega’s van onder andere Monash University lieten zich inspireren door het enzym ammoniamono-oxygenase, dat met een Cu(II) in het actieve centrum ammonia kan oxideren. Waar eerder koper werd genegeerd omdat het als katalysator deels oplost in alkalische oplossingen met ammonia, wilden de onderzoekers dat gegeven juist finetunen.

Ze ontdekten namelijk dat je, afhankelijk van de pH en het potentiaal, de ammoniaoxidatie kunt sturen naar nitriet- of juist nitraatproductie. Aan de koperelektrodes gebeurt heterogene katalyse waar nitraat ontstaat, en in het elektrolyt vindt homogene katalyse naar nitriet plaats. Deze ontdekking vormt een stevige basis voor het selectief oxideren van ammonia naar nuttige grondstoffen.

Johnston, S. et al. (2021) ChemSusChem 14