Химики научились делать удобрения из воздуха
Воздух вокруг нас содержит эффективное решение экологических проблем, создаваемых сельским хозяйством. Его предложили ученые из Стэнфордского университета и Университета нефти и минералов имени короля Фахда в Саудовской Аравии.
Они разработали прототип установки по выработке аммиака, главного сырья для азотных удобрений, из воздуха и продемонстрировали его работу не в лаборатории, а в полевых условиях. Эксперименты описаны в журнале Science Advances.
Сейчас промышленное производство аммиака основано на процессе Габера-Боша. Эта разработанная больше века назад реакция в свое время стала революцией для сельского хозяйства. Технология требует экстремальных температур и давлений, зависит от природного газа, потребляет 2% мировой энергии и вносит 1% в ежегодные выбросы углекислоты.
Новый способ заключается в пропускании увлажненного микрокаплями воздуха сквозь сетку, покрытую катализаторами, работает при комнатной температуре и атмосферном давлении и не нуждается в дополнительном источнике энергии или излучения для поддержания реакции.
В основе технологии — открытие профессора химии Стэнфордской школы гуманитарных и естественных наук Ричарда Заре. Он изучал игнорировавшееся научным миром свойство воды в микрокаплях образовывать перекись водорода при определенных условиях с переходом в очень реакционноспособный атомарный кислород, который может рвать прочные азотные связи.
«Мы были потрясены, увидев, что можем производить аммиак в благоприятных условиях обычной температуры и давления, используя только воздух и воду и применяя такую простую штуку, как распылитель», — признался ученый.
В экспериментах подобрали параметры каталитической сетки, размеры микрокапель, скорость подачи воздуха для максимально эффективной выработки аммиака. Портативное устройство может быть установлено прямо в теплице, чтобы удобрять растения азотом непосредственно по месту выработки гидропонным методом — и всего двух часов его работы хватает, чтобы досыта «накормить» сельхозкультуры азотом.
Через два-три года может быть налажено серийное производство новинки. Кроме того, разработчики продолжают исследования по масштабированию технологии для ее применения в производстве аммиака в промышленных количествах — потому что он нужен как сырье во многих сферах, а также может быть энергоносителем.
