Η βιομηχανική παραγωγή αμμωνίας εκπέμπει περισσότερο CO2 από οποιαδήποτε άλλη χημική αντίδραση. Επιστήμονες σε όλο τον κόσμο αναζητούν βιώσιμες λύσεις για να μειώσουν την ποσότητα των αερίων θερμοκηπίου που εκπέμπονται κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας.
Συνδυάζοντας δύο διαφορετικές τεχνολογίες, οι επιστήμονες στο Καθολικό Πανεπιστήμιο Leuven και το Πανεπιστήμιο της Αμβέρσας στο Βέλγιο ανακάλυψαν μια εναλλακτική και βιώσιμη λύση παραγωγής αμμωνίας χωρίς CO2. Αυτό θα επιτρέψει στους αγρότες να παράγουν μόνοι τους φιλικά προς το περιβάλλον λιπάσματα.
H παραγωγή αμμωνίας ευθύνεται για το 2% των εκπομπών CO2 σε παγκόσμιο επίπεδο και βασίζεται κυρίως στη διαδικασία Haber-Bosch, η οποία μετατρέπει το υδρογόνο και το άζωτο σε αμμωνία, χρησιμοποιώντας υψηλά επίπεδα θερμοκρασίας και πίεσης.
«Ένα από τα πρώτα εμπόδια στην παραγωγή αμμωνίας είναι και ο διαχωρισμός του μορίου αζώτου Ν2, το οποίο είναι πολύ σταθερό. Εδώ, χρησιμοποιούμε έναν αντιδραστήρα πλάσματος αντί για τα υψηλά επίπεδα θερμοκρασίας και πίεσης που απαιτούνται στη διαδικασία Haber-Bosch», εξηγεί η καθηγήτρια Annemie Bogaerts από το πανεπιστήμιο της Αμβέρσας.
«Το πλάσμα παράγεται με θέρμανση αερίου ή με προσθήκη ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό δημιουργεί ένα κοκτέιλ διαφόρων αντιδραστικών σωματιδίων όπου είναι δυνατές νέες χημικές αντιδράσεις. Στον αντιδραστήρα πλάσματος παράγονται ηλεκτρικά φορτία και υψηλές θερμοκρασίες, συγκρίσιμα με τον κεραυνό κι έτσι είναι δυνατό να διαχωριστεί το σταθερό μόριο αζώτου Ν2. Στη συνέχεια, σχηματίζονται οξείδια του αζώτου ως αποτέλεσμα της αντίδρασης με το οξυγόνο», λέει η καθηγήτρια.
Τα οξείδια του αζώτου είναι περισσότερο γνωστά ως NOx. «Υπάρχουν ήδη τεχνολογίες στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας που στοχεύουν στην εξάλειψη των μορίων NOx από τα καυσαέρια και έχουμε βασίσει όλες τις προσπάθειές μας σε αυτά», λέει ο καθηγητής Johan Martens από το Καθολικό Πανεπιστήμιο Leuven. «Προσαρμόσαμε ένα υπάρχον φίλτρο έτσι ώστε τα μόρια NOx να μην μετατρέπονται σε άζωτο, αλλά σε αμμωνία».
«Εάν συνδυάσετε την τεχνολογία πλάσματος με ιδέες που προέρχονται από την αυτοκινητοβιομηχανία, μπορείτε να παράγετε αμμωνία με βιώσιμο τρόπο. Και το σπουδαίο είναι ότι οι βασικές πρώτες ύλες – αέρας και νερό – είναι διαθέσιμες οποτεδήποτε και οπουδήποτε. Έπειτα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ηλεκτρική ενέργεια από ανανεώσιμες μη ορυκτές πηγές, όπως η αιολική ή η ηλιακή ενέργεια για την παραγωγή του πλάσματος.
«Η τεχνολογία μας δεν πρόκειται να αντικαταστήσει τη διαδικασία Haber-Bosch άμεσα, αλλά μπορεί να προσφέρει μια πολύ καλή λύση βραχυπρόθεσμα», προσθέτει ο καθηγητής. «Σήμερα, η παραγωγή αμμωνίας πραγματοποιείται μόνο σε περιορισμένο αριθμό γιγαντιαίων αντιδραστήρων, ενώ η τεχνολογία πλάσματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί τοπικά με φυτά μικρής κλίμακας σε διαφορετικές τοποθεσίες. Έτσι, οι αγρότες που βρίσκονται σε απομακρυσμένες περιοχές, μπορούν να φτιάξουν το δικό τους λίπασμα χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνολογία».
Οι δυο επιστημονικές ομάδες είχαν την υποστήριξη της φλαμανδικής κυβέρνησης στο πλαίσιο του προγράμματος καινοτομίας Moonshot, το οποίο στοχεύει να καταστήσει δυνατή μια βιομηχανία ουδέτερη σε CO2 έως το 2050.
Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό «Angewandte Chemie».
ΠΗΓΗ: Innovationorigins
Κάνε like στη σελίδα μας στο Facebook
Ακολούθησε μας στο Twitter
Κάνε εγγραφή στο κανάλι μας στο Youtube
– Αναφέρεται ως πηγή το ertnews.gr στο σημείο όπου γίνεται η αναφορά.
– Στο τέλος του άρθρου ως Πηγή
– Σε ένα από τα δύο σημεία να υπάρχει ενεργός σύνδεσμος