Selon une étude rendue publique le 20 août, des chercheurs du MIT, dont Bilge Yildiz et les doctorants Constantine Athanitis et Filip Grajkowski, ont présenté une méthode fondée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité et l’apprentissage automatique pour prédire quels alliages de nitrures de métaux de transition pourraient servir de catalyseurs à la production électrochimique d’ammoniac. Les travaux ont été publiés le 11 août dans EES Catalysis. L’ammoniac est surtout utilisé pour les engrais ; sa production représente jusqu’à 2 % de la consommation énergétique mondiale et environ 1,5 % des émissions de gaz à effet de serre. Plus de 90 % de cet ammoniac est fabriqué par le procédé Haber-Bosch, énergivore et dépendant des énergies fossiles. La voie électrochimique existe, mais ses taux de production et ses rendements restent trop faibles pour être compétitifs à l’échelle industrielle, selon Athanitis.

L’approche vise à cibler les propriétés microscopiques qui déterminent l’activité catalytique plutôt qu’à tester par essais successifs des millions d’alliages possibles. L’étude reste toutefois purement théorique : les alliages jugés prometteurs doivent encore être fabriqués et testés. Dane Morgan, professeur à l’université du Wisconsin non impliqué dans les travaux, estime que leur traduction en catalyseurs pratiques exigera de nombreuses étapes supplémentaires et que leur impact réel est probablement encore lointain. L’équipe prévoit de construire une cellule réactionnelle de laboratoire pour évaluer les performances en conditions réelles.