Ny studie hittar metod för samtidig omvandling av ammoniak till väte och gödselmedel

StockholmEtt forskarteam från University Alliance Ruhr i Tyskland har upptäckt ett nytt sätt att omvandla ammoniak till väte och nitrit, en viktig komponent i gödningsmedel. Detta kan förändra hur vi producerar väte och gödningsmedel, som vanligtvis framställs genom separata processer.

Viktiga Innovationer:

• Utvecklade en ny katalysator
• Kombinerade den omvända Haber-Bosch-processen med vattens elektrolys
• Skapade en dubbelproduktion av väte och nitrit
• Använde gasdiffusionselektroder för ammoniaktillförsel

Väte kan framställas genom att dela upp vatten i väte och syre. För att detta ska vara miljövänligt måste förnybar energi användas. Tyskland har inte tillräckligt med utrymme för att producera stora mängder förnybar energi, så de måste importera väte från andra områden. Transport av väte är komplicerat eftersom det antingen måste kylas ner till minus 253 grader Celsius eller hållas under högt tryck, vilket båda kräver mycket energi.

Ammoniak är ett enklare och mer effektivt alternativ. Det blir flytande vid minus 33 grader Celsius och innehåller mer energi. En tank med flytande ammoniak kan bära ungefär 2,5 gånger mer energi än en tank med flytande väte. När ammoniak anländer omvandlas det vanligtvis tillbaka till väte genom omvänd Haber-Bosch-process.

Denna process brukar generera oanvändbart kväve. Ett tyskt forskarteam har upptäckt en förbättringsmetod. De lade till ett extra elektrolyssteg som omvandlar ammoniak och vatten till nitrit och väte. Denna metod fördubblar väteproduktionen och genererar nitrit, som kan göras till gödsel.

Läs också:

Idag · 00:11

Ny studie: Fetmans konsekvenser varierar beroende på region

Forskargruppen lyckades använda gasdiffusionselektroder för att tillföra ammoniak i gasform, vilket var ett nytt tillvägagångssätt inom detta forskningsområde. Tidigare användes ammoniak alltid i upplöst form, vilket hade sina egna begränsningar. De ställdes inför utmaningen att hitta en katalysator som kunde omvandla ammoniak direkt till nitrit istället för kväve. Teamet testade olika multi-metallkatalysatorer och kunde omvandla 87% av de överförda elektronerna till nitrit.

Denna metod förhindrar också produktionen av oönskad syre vid vattenspjälkning. Teamets arbete visar att denna nya idé är möjlig, men det är fortfarande långt ifrån att kunna användas i stora fabriker. Trots att det fortfarande är i ett tidigt skede, kan denna forskning ha stor betydelse för väte- och gödningsmedelsindustrin.

Genom att kombinera dessa steg kan energiförbrukning och kostnader minska, vilket gör produktionen mer miljövänlig. Denna metod är särskilt gynnsam för länder som Tyskland, som behöver importera vätgas på grund av brist på utrymme för förnybara energianläggningar.

Denna forskning verkar lovande, men det krävs mer arbete innan den kan användas allmänt. Att samtidigt producera väte och gödningsmedel från ammoniak skulle kunna effektivisera energianvändningen och minska transportkostnaderna.