Смотри, ма, никакого процесса Хабера-Боша! В последней попытке сделать производство аммиака более экологичным исследователи из Стэнфордского университета и Университета нефти и полезных ископаемых имени короля Фахда придумали переносное устройство для производства аммиака в любом месте, где это необходимо, просто используя воздух при комнатной температуре и стандартном атмосферном давлении.
Если команда сможет коммерциализировать этот прорыв по всему миру, это может оказать огромное влияние на планету. Аммиак очень полезен как ингредиент удобрений и средство хранения энергии, но его производство в настоящее время составляет около 2% потребления энергии во всем мире. Вышеупомянутый процесс Габера-Боша, который является наиболее широко используемым методом получения аммиака с высокой температурой и высоким давлением, использует ископаемое топливо и вносит около 1,2% всех выбросов углекислого газа.
В статье, опубликованной на прошлой неделе в Science Advances, исследователи подробно описали, как их устройство работало для производства аммиака вне лабораторных условий. Когда ветер продувал воздух через сетку, покрытую катализаторами для извлечения азота и водорода из водяного пара, устройство производило достаточно аммиака с достаточно высокой концентрацией для использования в качестве гидропонного удобрения — и все это без необходимости в дополнительном электричестве или излучении.
Благодаря инновационному катализатору устройство для производства аммиака является недорогим и портативнымСяовэй Сун, Чанбаша Башир, Цзиньхэн Сюй, Ричард Н. Заре
Описывая влияние этого нововведения, профессор Стэнфорда Ричард Заре (который был старшим автором этого исследования) сказал: «Это значительный шаг к децентрализованному и экологичному подходу к сельскому хозяйству». Действительно, этот метод не только сократит выбросы во время производства, но и, если его масштабировать для удовлетворения потребностей фермеров на местном уровне, он также может свести на нет необходимость хранения и транспортировки аммиака, что снизит углеродный след соединения. Сам процесс также считается недорогим.
Zare уже несколько лет работает над экологически чистыми процессами производства аммиака. Значительную часть этого нового метода производства составляет разработанная командой каталитическая сетка. Она состоит из магнетита и полимера Nafion. Когда воздух проходит через эту покрытую катализатором сетку, микрокапли атмосферного водяного пара и азота из этого воздуха объединяются, образуя аммиак в пригодных для использования концентрациях всего за час.
По словам исследователей, им еще два-три года до вывода своего метода производства на рынок. Есть возможность масштабировать производство аммиака в этом процессе, увеличив размер сетки в устройстве и соединив его с микропористым каменным фильтром.
«Зеленый аммиак представляет собой новый рубеж в области устойчивого развития», — отметил Zare. «Этот метод, если его можно будет масштабировать экономически, может радикально снизить нашу зависимость от ископаемого топлива во многих секторах». Благодаря этому и другим усилиям по очистке производства аммиака, похоже, мы сможем сократить как связанные с этим огромные показатели выбросов, так и потребления энергии в течение следующих нескольких лет.
