Відкрито проривний спосіб виробництва аміаку без шкоди для навколишнього середовища

Зелена технологія розроблена вченими з австралійського Університету Монаша, щоб забезпечити сільське господарство життєво важливими добривами в умовах глобального потепління. Що найцікавіше — устаткування розміром з холодильник можна встановити на будь-який фермі!

Аміак (NH3) є глобально важливою сировиною для виробництва добрив, без яких неможливо виробляти харчові продукти.

В цей час аміак виробляють за допомогою каталізуючої металами реакції між газоподібним азотом і воднем з природного газу з використанням встановленої технології, відомої як процес Габера-Боша.

NB: Виробництво кожної метричної тонни аміаку сприяє викиду приблизно 1,9 метричної тонни діоксиду вуглецю і становить приблизно 1,8% світових викидів вуглецю.

Група науковців з Університету Монаш на чолі з професором Дугом Макфарлейном, доктором Брайаном Сурьянто і доктором Олександром Симоновим розробила процес, заснований на солях фосфонію, який являє собою прорив в подоланні цієї вуглецевоємної проблеми.

Дослідження, опубліковане в журналі Science, розкриває потенціал виробництва аміаку і добрив з поновлюваних джерел енергії в реакторах розміром з холодильник. Тому виробництво може бути локально розгорнуто на рівні окремої ферми або громади.

Методи прямого синтезу аміаку з нульовим вмістом вуглецю включають електрохімічну реакцію відновлення азоту, яка може виробляти аміак при кімнатній температурі та за наявності тиску (з повітря), води й поновлюваних джерел енергії.

Спочатку дослідники змогли отримувати тільки малу кількість аміаку, «частково через необхідність жертвувати джерелами протонів», сказав доктор Сурьянто зі школи хімії Університету Монаша.

Потім ми виявили, що сіль фосфорнію може використовуватися в якості «протонного човника» для усунення цього обмеження, каже Сурьянто.

У 2019 загальне світове виробництво аміаку досягло 150 мільйонів метричних тонн в рік, що зробило його другим за величиною виробленим хімічним товаром у світі. Зі збільшенням населення світу попит на аміак досягне 350 мільйонів метричних тонн в рік до 2050 року. Очікується додаткове зростання попиту на аміак через збільшення інтересу до його використання як енергоносія або палива, розповідає професор Макфарлейн, всесвітньо відомий хімік.

Процес Габера-Боша, який використовується зараз для виробництва аміаку, надзвичайно вуглецевоємний. Більш того, він також вимагає високих температур і тиску, тому його виробництво можна реалізувати тільки у великих реакторах на великих промислових підприємствах. Наше дослідження дозволило нам проводити аміак при кімнатній температурі практично й ефективно», пояснює він.

Професор Макфарлейн вважає, що використання вуглецево-нейтральних виробничих технологій може також привести до використання аміаку в якості палива і заміні викопного палива до 2050 року.

Аміак вже широко вважається ідеальним безвуглецевим паливом для міжнародних перевезень в майбутньому, ринок, який, за прогнозами, до 2025 року буде коштувати понад 150 мільярдів доларів. Технологія, яку ми розробили, відкриває широкий спектр можливостей для майбутнього масштабування аж до дуже великих виробничих об’єктів на експорт, пов’язаних з сонячними й вітряними електростанціями. Їх можна було б розмістити в ідеальних місцях для виробництва поновлюваних джерел енергії, таких як північні райони Західної Австралії, сказав професор Макфарлейн. Наші відкриття були передані за ліцензією новому дочірньому підприємству Університету Монаша під назвою Jupiter Ionics P/L, яке буде розширювати процес, щоб продемонструвати роботу в комерційних умовах.

Декан факультету природничих наук Університету Монаша, професор Джордан Неш, сказав, що дане дослідження важливо як на світовому, так і національному рівні: «Я високо оцінюю видатну роботу наших дослідників світового рівня, відкриття яких допоможуть Австралії зайняти лідируючі позиції в аміачної економіці».

Джерело: https://www.eurekalert.org/

Аби не пропустити найцікавішого, підписуйтесь на наш канал-Telegram