پایگاه خبری فولاد ایران- یک تکنیک موفقیت آمیز با استفاده از فلز مایع برای تولید آمونیاک سبز می تواند انتشار کربن مرتبط با تولید جهانی این ماده شیمیایی ضروری را به شدت کاهش دهد.
محققان دانشگاه RMIT روشی با انرژی کم ایجاد کرده اند که می تواند راه را برای فرآیند تولید آمونیاک سبز پایدار که هم برای کشاورزی و هم برای انرژی پاک حیاتی است، هموار کند.
به گزارش فولاد ایران، آمونیاک نقش مهمی در اقتصاد جهانی ایفا می کند، که عمدتاً در کودهای شیمیایی برای رشد بیشتر منابع غذایی جهان استفاده می شود. همچنین به عنوان یک عنصر مهم در بخش انرژی پاک به عنوان حامل هیدروژن، یک سوخت جایگزین اميدوار کننده عمل می کند.
علیرغم اهمیت آن، تولید سنتی آمونیاک هزینه زیست محیطی قابل توجهی دارد. روش‌های کنونی بیش از ۲ درصد انرژی جهان را مصرف می‌کنند و نزدیک به ۲ درصد از انتشار کربن جهانی را تشکیل می‌دهند.
فرآیند پرکاربرد Haber-Bosch که بیش از یک قرن پیش توسعه یافت، بسیار انرژی بر است و برای تقسیم نیتروژن و هیدروژن به آمونیاک به گرما و فشار شدید نیاز دارد. با این حال، تحقیقات جدید جایگزین سبزتری را ارائه می دهد که به طور بالقوه انقلابی در تولید آمونیاک ایجاد می کند.
جایگزین سبزتر مصرف انرژی را کاهش می دهد
یک تیم تحقیقاتی به رهبری دکتر کارما زوریقی، محقق دانشگاه RMIT، رویکردی نوآورانه ایجاد کرده است که مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای را در تولید آمونیاک کاهش می دهد.
روش آنها در مقایسه با فرآیند سنتی هابر-بوش، 20٪ گرمای کمتری مصرف می کند و 98٪ فشار کمتری نیاز دارد.
این تکنیک جدید می تواند به طور قابل توجهی ردپای کربن مرتبط با تولید آمونیاک را کاهش دهد و راه حل پایدارتری برای برآورده کردن نیازهای جهانی ارائه دهد.
تیم RMIT در خط مقدم تحقیق در مورد کاتالیزورهای فلزی مایع برای کاربردهای مختلف از جمله تولید آمونیاک، جذب کربن و تولید انرژی است.
کاتالیزورها موادی هستند که واکنش‌های شیمیایی را بدون مصرف در فرآیند تسریع می‌کنند و در این حالت، کاتالیزورهای فلزی مایع، امکانات جدیدی را برای تولید آمونیاک سبز باز کرده‌اند.
این محققان "نانو سیالات" ایجاد کرده اند، قطرات ریز فلز مایع حاوی مس و گالیم که به عنوان کاتالیزور در واکنش عمل می کنند. این سیالات نانو، با پوسته سخت و هسته مایع خود، به طور موثر نیتروژن و هیدروژن را برای تشکیل آمونیاک از هم جدا می کنند.
ثابت شد که ترکیب مس و گالیم با هم نسبت به هر فلزی که به تنهایی استفاده می شود موثرتر است، با گالیم که تقسیم نیتروژن را تسهیل می کند و مس به تجزیه هیدروژن کمک می کند. این هم افزایی بین این دو فلز جایگزینی مقرون به صرفه و فراوان برای فلزات گرانبها مانند روتنیوم که در فرآیندهای مرسوم استفاده می شود، ارائه می دهد.
در حالی که فرآیند سنتی Haber-Bosch فقط در محیط‌های صنعتی بزرگ امکان‌پذیر است، روش آمونیاک سبز تیم RMIT این پتانسیل را دارد که هم برای تولید در مقیاس بزرگ و هم برای تولید غیرمتمرکز مقیاس‌پذیر شود.
این انعطاف‌پذیری می‌تواند منجر به تولید آمونیاک سبز در مقیاس کوچک در سایت‌های انرژی‌های تجدیدپذیر مانند مزارع خورشیدی شود و هزینه‌های حمل و نقل و انتشار گازهای گلخانه‌ای را حتی بیشتر کاهش دهد.
علاوه بر کاربردهای آن در تولید کود، این فناوری آمونیاک سبز می تواند نقش مهمی در اقتصاد هیدروژن ایفا کند.
تبدیل هیدروژن به آمونیاک حمل و نقل آن را ایمن تر و آسان تر می کند. با این حال، اگر آمونیاک تولید شده از طریق روش های سنتی به عنوان یک حامل هیدروژن استفاده شود، انتشار گازهای گلخانه ای می تواند افزایش یابد و مزایای هیدروژن به عنوان یک منبع انرژی پاک را خنثی کند.
در حالی که نتایج آزمایشگاهی امیدوارکننده است، چالش بعدی مقیاس‌بندی روش تولید آمونیاک سبز برای استفاده صنعتی است. این تیم اکنون در حال کار بر روی طراحی سیستمی است که می تواند در فشارهای پایین تر عمل کند و آن را برای صنایع مختلف کاربردی تر کند.
این رویکرد نوآورانه برای تولید آمونیاک سبز می‌تواند یک تغییر در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و سوق دادن به سمت منابع انرژی پاک‌تر باشد و آینده آمونیاک را سبزتر و پایدارتر کند.
منبع: innovationnewsnetwork