Аграрии скоро смогут сами производить аммиак
Согласно новому исследованию, фермеры скоро смогут сами производить питательные вещества для зерновых, рапса или свеклы. Ключ к новой технологии — реактивная сетка и обычный воздух. Процесс был разработан исследователями из Стэнфордского университета в США и Университета нефти и минералов имени короля Фахда в Саудовской Аравии. Он позволяет локально производить аммиачную воду. Исследователи могут представить, что однажды устройство будет интегрировано в ирригационные системы, чтобы фермеры могли производить удобрения прямо из воздуха.
Для промышленного производства аммиака по-прежнему традиционно используется процесс Габера-Боша, где в качестве основы используется природный газ, из которого выделяют водород и соединяют с азотом. Это недешево: метод потребляет 2% мировой энергии и способствует 1% ежегодных выбросов углекислого газа из-за природного газа.
В будущем для производства аммиака может быть достаточно одного лишь атмосферного воздуха. Но потребуется ветер, который заставит воздух проходить через специально разработанную решетку. Новый процесс работает при комнатной температуре и нормальном давлении воздуха и не требует внешних источников энергии. «Это достижение позволяет нам устойчиво использовать азот непосредственно из воздуха для производства аммиака. Это делает нас на шаг ближе к экологически чистому и децентрализованному подходу к сельскому хозяйству», — говорит Ричард Заре, один из исследователей, работающих в Стэнфордском университете.
В основе процесса лежит катализатор, состоящий из смеси оксида железа и полимера. Он, в свою очередь, усыпан атомами фтора и серы. Аммиачная вода образуется в сочетании с влагой воздуха и азотом. Ее можно использовать непосредственно в качестве гидропонного удобрения, подавая растениям питательные растворы вместо почвы. В качестве альтернативы удобрение можно вносить на поля в традиционном сельском хозяйстве или перерабатывать в минеральный продукт на заводах.
По словам Чанбаша Башира из Университета нефти и минералов имени короля Фахда, до выхода устройства на рынок осталось всего два-три года. Пока же исследователи планируют использовать более крупные сетчатые системы для производства большего количества аммиака.
Значение аммиака выходит за рамки удобрений. Как экологически чистый энергоноситель он может хранить и транспортировать возобновляемую энергию более эффективно, чем водород, благодаря своей более высокой плотности энергии. Эта инновация может помочь аммиаку стать стержнем в процессе декарбонизации таких отраслей, как судоходство и производство электроэнергии. ««Зеленый» аммиак представляет собой новый рубеж устойчивого развития, — говорит Ричард Заре. — Этот метод, если его удастся экономически эффективно масштабировать, может радикально снизить нашу зависимость от ископаемого топлива в различных отраслях».