Инновационная технология производства аммиака: путь к снижению углеродных выбросов в сельском хозяйстве и транспортировке водорода

Промышленные газы
Изображение: freepik.com

Новое слово в производстве аммиака

Ученые из Королевского Мельбурнского Технологического Института (RMIT) представили новую методику производства аммиака, использующую уникальные свойства жидкого металла. Этот подход обещает значительное сокращение выбросов углекислого газа при производстве этого широко используемого химического вещества. Аммиак играет ключевую роль не только в сельском хозяйстве как удобрение, но и в чистой энергетике в качестве безопасного носителя для транспортировки водорода.

Проблема текущих методов

На сегодняшний день глобальное производство аммиака сопряжено с высоким уровнем загрязнения окружающей среды. Оно потребляет более 2% мировой энергии и производит до 2% мировых выбросов углекислого газа. Ведущий автор исследования, научный сотрудник RMIT доктор Карма Зураики, подчеркнула, что их экологически чистая альтернатива потребляет на 20% меньше тепла и на 98% меньше давления, чем традиционный процесс Габера-Боша.

Процесс Габера-Боша — это производственный процесс, при котором атмосферный азот «связывается» путём синтеза аммиака. Смесь азота и водорода под высоким давлением пропускается через нагретый катализатор. При этом за счёт высокого давления равновесие в реакции N2 + 3 H2 ⇄ 2NH3 смещается в сторону аммиака. Водород для получения аммиака извлекают из метана, обрабатывая его водяным паром.

Жидкий металл: катализатор будущего

Команда RMIT, включая профессора Торбена Дэнеке, находится на переднем крае исследований в области использования жидких металлов в качестве катализаторов для производства аммиака, улавливания углерода и генерации энергии. В их новой технологии используются микроскопические капли жидкого металла, содержащие медь и галлий, которые называют «нанопланетами» из-за их сложной структуры. Эти капли эффективно расщепляют азот и водород, что делает процесс более экономичным и экологичным, чем текущие методы, использующие дорогие катализаторы на основе рутения.

Эффективность и экономия

Исследования показали, что галлий эффективно расщепляет азот, в то время как медь способствует расщеплению водорода. Вместе они работают столь же эффективно, как и современные подходы, но с гораздо меньшими затратами. «Мы нашли способ использовать синергию между двумя металлами, повышая их индивидуальную активность,» отметил профессор Дэнеке.

Масштабирование и внедрение

Традиционные методы производства аммиака эффективны только на крупных предприятиях, вместе с тем новая методика может быть адаптирована как для крупных, так и для малых, децентрализованных производств. Это позволит значительно сократить затраты на транспортировку и выбросы. Кроме очевидного применения в сельском хозяйстве, технология может стать ключевым элементом для водородной индустрии, помогая переходу от ископаемых видов топлива.

Перспективы и вызовы

Одной из основных задач является масштабирование технологии, доказанной в лабораторных условиях, для промышленного использования. «На данном этапе мы очень вдохновлены результатами и готовы к сотрудничеству с потенциальными партнерами, заинтересованными в внедрении этой технологии в своей отрасли,» сказал профессор Дэнеке. Он также добавил, что важно разработать систему, работающую при еще более низких давлениях, чтобы сделать ее более практичной и доступной для широкого круга отраслей.

Таким образом, инновационная технология производства аммиака от RMIT открывает новые горизонты для снижения углеродных выбросов и развития зеленой энергетики. Это шаг к более устойчивому будущему, где передовые научные разработки помогают справляться с глобальными экологическими вызовами.

Источник: Университет RMIT (Королевский Мельбурнский технологический институт)

Понравилась статья? Тогда ставьте лайк 👍и подписывайтесь на наш канал. Это поможет нам понять, что вам действительно интересно, – чтобы рассказать об этом более подробно. Посещайте наш сайт (www.pagz.info), чтобы ознакомиться с более подробной информацией по этой теме.

Pagz.Info