Potencjalna rewolucja energetyczna wynikająca ze stosowania amoniaku może okazać się dziełem naukowców z Uniwersytetu Stanforda. To właśnie oni, jak piszą na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences, opracowali prosty i nieszkodliwy dla środowiska sposób wytwarzania amoniaku z kropel wody oraz azotu pochodzącego z powietrza.
Czytaj też: Najbardziej ekologiczne źródło prądu? Naukowcy nie pozostawiają złudzeń
Amoniak jest stosowany między innymi w produkcji nawozów, a o tym, jak istotne są one w produkcji żywności chyba nie trzeba nikogo przekonywać. Problem polega na tym, że dotychczas stosowane metody pozyskiwania amoniaku cechują się wysokim zapotrzebowaniem energetycznym. Aby rozbić silne wiązania azotu stosuje się ciśnienie rzędu 80-300 atmosfer i temperatury wynoszące od 300 do 500 stopni Celsjusza. Cały proces jest również związany z emisjami dużych ilości dwutlenku węgla.
Przy rocznym zapotrzebowaniu na amoniak, wynoszącym około 150 milionów ton, w celu jego zaspokojenia zużywa się nawet 2% globalnej energii, co prowadzi do emisji 1% dwutlenku węgla trafiającego do atmosfery z winy ludzi. Mówimy więc o zauważalnym wpływie na globalną sytuację energetyczną oraz klimatyczną. Tylko jak to zmienić? Z odsieczą przybyli przedstawiciele Uniwersytetu Stanforda.
Amoniak jest powszechnie stosowany w produkcji nawozów, ale jego pozyskiwanie wiąże się z emisjami gazów cieplarnianych
Ci, jak wyjaśniają, sami się zdziwili, gdy zobaczyli, że są w stanie wytwarzać amoniak w nieszczególnie wymagających środowiskach temperaturowo-ciśnieniowych przy użyciu powietrza i wody oraz wykorzystaniu prostego rozpylacza. Jeśli potwierdzi się możliwość skalowania całego procesu. to mówimy o potencjalnie rewolucyjnym sposobie na dostarczanie amoniaku tak potrzebnego w produkcji rolniczej.
W toku eksperymentów członkowie zespołu badawczego postanowili przyłożyć katalizator do siatki grafitowej umieszczonej w rozpylaczu zasilanym gazem. Ten ostatni wydmuchiwał mikrokrople, w których pompowana woda i sprężony azot reagowały ze sobą w obecności katalizatora. Później, za sprawą spektrometrii mas, naukowcy ocenili właściwości mikrokropel i dostrzegli sygnatury amoniaku.
Czytaj też: To urządzenie wytwarza energię elektryczną w dzień i w nocy. Poznaliśmy jego potencjalne zastosowania
Nasza metoda nie wymaga zastosowania żadnego napięcia elektrycznego ani formy promieniowania. […] Według naszej wiedzy, pomysł wykorzystania gazu, cieczy i ciała stałego w tym samym czasie do wywołania przemiany chemicznej jest pierwszym tego rodzaju i ma ogromny potencjał w zakresie rozwoju innych przemian chemicznych. wyjaśnia jeden z autorów, Richard Zare
Najbliższym wyzwaniem dla badaczy będzie koncentracja produkowanego amoniaku oraz skalowanie całego procesu. Opisywane podejście mogłoby być stosowane do mobilnej produkcji amoniaku, również na zamówienie. W ten sposób można byłoby dodatkowo ograniczyć emisje, które w innych okolicznościach powstają za sprawą konieczności transportowania amoniaku do gospodarstw rolnych.
