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
