Nowe odkrycie naukowe: przekształcanie amoniaku jednocześnie w wodór i nawóz do wykorzystania w energetyce i rolnictwie.

WarsawZespół badaczy z University Alliance Ruhr w Niemczech odkrył nową metodę przekształcania amoniaku w wodór i azotyn, który jest kluczowym składnikiem nawozów. To odkrycie może zrewolucjonizować sposób, w jaki obecnie produkujemy wodór i nawozy, które zazwyczaj są wytwarzane w odrębnych procesach.

Kluczowe Innowacje:

• Opracowano nowy katalizator
• Połączono odwrotny proces Habera-Boscha z elektrolizą wody
• Stworzono podwójny produkt: wodór i azotyn
• Zastosowano elektrody z dyfuzją gazu do wprowadzenia amoniaku

Wodór można uzyskać poprzez rozkład wody na wodór i tlen. Aby proces ten był ekologiczny, należy wykorzystać odnawialne źródła energii. Niemcy nie mają wystarczająco dużo miejsca, aby produkować duże ilości energii odnawialnej, więc konieczne byłoby sprowadzanie wodoru z innych miejsc. Transport wodoru jest trudny, ponieważ musi być albo schłodzony do minus 253 stopni Celsjusza, albo utrzymywany pod wysokim ciśnieniem, co wymaga dużych nakładów energetycznych.

Amoniak jest prostszą i bardziej wydajną opcją. Skrapla się w temperaturze minus 33 stopni Celsjusza i zawiera więcej energii. Zbiornik z ciekłym amoniakiem może pomieścić około 2,5 razy więcej energii niż zbiornik z ciekłym wodorem. Po dostarczeniu amoniak jest zazwyczaj przekształcany z powrotem w wodór za pomocą odwróconego procesu Habera-Boscha.

Ten proces zazwyczaj wytwarza bezużyteczny azot. Niemiecki zespół badawczy znalazł sposób, aby go usprawnić. Dodali kolejny etap elektrolizy, który przekształca amoniak i wodę w azotyn i wodór. Ta metoda podwaja produkcję wodoru i tworzy azotyn, który może być przerobiony na nawóz.

Zobacz również:

Dzisiaj · 02:10

Waga a zdrowie w ciąży: odkrycia międzynarodowe

Zespół badawczy zdołał wykorzystać elektrody do dyfuzji gazu, aby dostarczać amoniak w formie gazowej, co stanowiło nowe podejście w tej dziedzinie badań. Wcześniej amoniak zawsze stosowano w postaci rozpuszczonej, co miało swoje ograniczenia. Eksperci musieli stawić czoła wyzwaniu polegającemu na znalezieniu katalizatora, który umożliwiłby bezpośrednią przemianę amoniaku w azotyn, a nie w azot. Zespół przetestował różnorodne katalizatory wielometalowe i zdołał przekształcić 87% elektronów w azotyn.

Ta metoda również zatrzymuje produkcję niechcianego tlenu podczas rozkładu wody. Prace zespołu udowadniają, że ta nowa koncepcja jest możliwa do realizacji, ale nadal jest daleko od zastosowania na dużą skalę w fabrykach. Mimo że badania są na wczesnym etapie, mogą one przynieść ogromne korzyści przemysłowi wodorowemu i nawozowemu.

Łącząc te działania, można zmniejszyć zużycie energii i koszty, co czyni produkcję bardziej przyjazną dla środowiska. Taki sposób działania jest szczególnie korzystny dla krajów takich jak Niemcy, które muszą importować wodór z powodu braku miejsca na instalacje odnawialnych źródeł energii.

Te badania są obiecujące, jednak wymagają dalszych prac, zanim będą mogły być powszechnie stosowane. Równoczesna produkcja wodoru i nawozów z amoniaku może zwiększyć efektywność zużycia energii i obniżyć koszty transportu.