Ученые открыли новый способ производства аммиака
Ученые из Университета Сиднея применили искусственно созданные молнии для синтеза аммиака — важнейшего химического соединения. Аммиак используется в качестве основы большинства современных удобрений, обеспечивающих около половины глобального объема продовольствия, пишет Phys.org.
Современная технология получения аммиака основана на процессе Габера-Боша, который сопровождается значительными экологическими затратами и высоким уровнем выбросов углекислого газа. Этот способ эффективен лишь при крупных объемах производства рядом с источниками доступного природного газа. До изобретения технологии Габера-Боша в XIX веке человечество зависело от природных запасов аммиака, преимущественно представленного птичьими экскрементами, спрос на которые приводил даже к военным конфликтам.
В настоящее время потребность промышленности в аммиаке продолжает расти. Ученые активно ищут альтернативные способы устойчивого синтеза аммиака вне зависимости от ископаемых ресурсов.
«В рамках нашего исследования мы смогли разработать эффективный метод, позволяющий получать газообразный аммиак прямо из воздуха с применением электроэнергии. Это значительное достижение на пути к достижению поставленных целей», — подчеркивает профессор П. Дж. Каллен из Школы химической и биомолекулярной инженерии Сиднейского университета и Института Net Zero.
Аммиак включает в себя три атома водорода, благодаря чему он способен выступать высокоэффективным переносчиком и источником водорода. Предприятия научились извлекать водород методом разложения аммиака («крекингом»), разделяя молекулу на составляющие компоненты. Метод получения аммиака, предложенный командой профессора Каллена, основывается на применении плазменной технологии путем воздействия электрического поля или возбуждения воздушных масс. Главную роль играет мембранный электролизер, внешне неприметный серебристый блок, внутри которого осуществляется переход к газообразному состоянию аммиака.
Традиционный метод Габера-Боша предусматривает получение аммиака (NH₃) с помощью объединения азота (N₂) и водорода (H₂) при повышенных температуре и давлении с участием катализаторов, ускоряющих протекающую химическую реакцию. В разработанном профессором Калленом плазменном подходе используется электрический разряд для активации молекул азота и кислорода, содержащихся в воздухе. После активирования молекулы направляются в мембранный электролизер, где подвергаются дальнейшему преобразованию в аммиак.
Профессор Каллен подчеркнул, что полученные результаты открывают новую эру в производстве зеленого аммиака. Команда сосредоточилась на повышении эффективности новой технологии, стремясь достичь конкурентоспособности относительно классического процесса Габера-Боша.
Ранее ученые нашли химическую реакцию, которая стала началом жизни на Земле.
