Изследователи от Станфордския университет и Университета за петрол и минерали „Крал Фахд“ разработиха новаторско устройство, което произвежда амоняк директно от въздуха, използвайки вятърна енергия. Според тях тази нова технология, насочена към замяна на процеса на Haber-Bosch, който консумира значителна част от глобалната енергия и допринася за емисиите на въглероден диоксид, може да революционизира земеделските практики и да ограничи въздействието върху околната среда.
Селскостопанският сектор, който е силно зависим от синтетичните торове, е основен източник на парникови газове, като представлява приблизително една трета от емисиите според Програмата на ООН за околната среда.
Иновативното устройство, разработено под ръководството на Ричард Зейр, професор по естествени науки на Маргьорит Блейк Уилбър в Станфорд, доказа своята ефикасност извън границите на лабораторията. „Този пробив ни позволява да оползотворим азота във въздуха и да произвеждаме устойчиво амоняк. Това е значителна стъпка към децентрализиран и екологичен подход към селското стопанство“, обясни Заре.
Механизмът на устройството включва въздух, който се изтегля през мрежа, която е покрита със специализирани катализатори, оптимизирани за условията на околната среда като влажност, скорост на вятъра и атмосферен състав. Катализаторите, включително комбинации от железен оксид и киселинни полимери, богати на флуор и сяра, улесняват производството на амоняк при стайна температура и атмосферно налягане, като по този начин елиминират необходимостта от външни енергийни източници.
Xiaowei Song, водещ автор на изследването и изследовател по химия в Станфорд, подчерта екологичните ползи от метода. „Този подход значително намалява въглеродния отпечатък от производството на амоняк“, отбеляза Сонг. По време на тестовете устройството демонстрира способността си да произвежда концентрация на амоняк, достатъчна за наторяване на оранжерийни растения, само за два часа, използвайки система, включваща филтър от микропорести камъни и механизми за рециклиране на водата.
Chanbasha Basheer от университета King Fahd посочи, че устройството, макар и обещаващо, ще изисква приблизително две до три години по-нататъшно развитие, преди да може да бъде представено на пазара. Плановете за разширяване на технологията включват използването на по-големи мрежести системи за подобряване на производствения капацитет на амоняк.
Освен основната си употреба в производството на торове, способността на устройството да генерира амоняк - съединение с по-висока енергийна плътност от водорода - представлява потенциални приложения за съхранение и транспортиране на възобновяема енергия. Това може да бъде особено полезно за сектори като корабоплаването и производството на електроенергия.
Публикувано в Science Advances на 13 декември, проучването получи финансиране от Службата за научни изследвания на военновъздушните сили на САЩ и Университета за петрол и минерали „Крал Фахд“. Изследователите предвиждат интегрирането на тази технология в напоителни системи, позволявайки генериране на тор на място, което би могло значително да рационализира земеделските практики.
