Energia z amoniaku. Paliwa oparte na węglu mają pójść w odstawkę

Przedstawiciele University of Wisconsin-Madison zaprojektowali metodę przekształcania amoniaku w azot. W przyszłości ma to doprowadzić do zastąpienia paliw kopalnych opartych na węglu.

Dokładny przebieg eksperymentu został opisany na łamach Nature Chemistry i sugeruje, że dodanie amoniaku do metalowego katalizatora zawierającego ruten prowadzi do samoistnego wytwarzania azotu. Dzięki temu w całym procesie nie jest konieczne dostarczanie dodatkowej energii. Produktami ubocznymi są natomiast protony i azot. Jakby tego było mało, zachodzenie tej reakcji w ogniwie paliwowym, w którym amoniak i ruten reagują na powierzchni elektrody, zapewniałoby produkcję czystej energii elektrycznej bez potrzeby stosowania dodatkowego katalizatora.

Czytaj też: Ekologiczne paliwo lotnicze z dwutlenku węgla

Sam amoniak ma stosunkowo długą historię stosowania jako źródło paliwa. Już w okresie II wojny światowej wykorzystywano go w samochodach, natomiast współcześni naukowcy szukają sposobów na spalanie go w silnikach zamiast obecnie stosowanej benzyny. Istnieje jednak podstawowy problem: spalanie amoniaku prowadzi do emisji toksycznego tlenku azotu. I właśnie naukowcom z University of Wisconsin-Madison udało się zaprojektować reakcję, w wyniku której tego typu szkodliwe związki nie powstają.

Jak wyjaśnia Lester McNall, jego zespół jest najprawdopodobniej pierwszym w historii, któremu udało się wykorzystać związki chemiczne, które katalizują przemianę amoniaku w azot w temperaturze pokojowej, bez dodatkowych źródeł energii bądź substancji chemicznych. Z kolei inny członek zespołu badawczego, Michael Trenerry, zwraca uwagę na fakt, że istnieje infrastruktura do dystrybucji amoniaku produkowanego z azotu i wodoru w procesie Habera-Boscha. Dzięki jej wykorzystaniu naukowcy chcieliby stworzyć bezemisyjną gospodarkę paliwową.

Amoniak był stosowany w formie paliwa już w czasie drugiej wojny światowej

Kluczową wadę stanowi jednak pewna rzecz: wykorzystywany do produkcji amoniaku wodór pochodzi z gazu ziemnego i paliw kopalnych. Oczywiście również w tej materii prowadzone są działania mające zapewnić bardziej ekologiczne podejście. Producenci starają się wytwarzać amoniak, w którym atomy wodoru są dostarczane za sprawą elektrolizy wody, a nie procesu Habera-Boscha. Dlaczego jest to ważne? Elektroliza ta jest neutralna pod względem emisji dwutlenku węgla.

Czytaj też: Paliwo z powietrza i energii słonecznej – naukowcy prezentują nowy pomysł na eko-rafinerię

Wśród największych zalet swojego rozwiązania członkowie zespołu badawczego wymieniają łatwość transportu i przechowywania. Poza tym, w przeciwieństwie do nowej metody, te dotychczas stosowane wymagały dodatkowych źródeł energii, między innymi za sprawą uprzedniego rozszczepienia amoniaku na azot i wodór. A jakie są dalsze planowane działania? Naukowcy zamierzają dowiedzieć się, w jaki sposób skonstruować ogniwo paliwowe, które wykorzysta ich dotychczasowe dokonania oraz jak w ekologiczny sposób wytwarzać substancje kluczowe dla tego procesu.