Новое устройство добывает аммиак из воздуха
Ученые из Саудовской Аравии и США продемонстрировали инновационный подход к производству аммиака, химического соединения из атомов азота и водорода, ключевого продукта для производства азотных удобрений, взрывчатки, полимеров и многого другого. Разработанный ими опытный образец, получая энергию ветра, вырабатывает аммиак из воздуха. После усовершенствования устройство может заменить традиционный способ получения аммиака, требующий высокого давления и температуры.
Перед началом этапа проектирования устройства команда ученых провела исследование воздействия различных факторов среды - влажности, скорости ветра, уровня соли и кислотности - на производство аммиака. Кроме того, они изучили роль водяных капель различного размера, концентрации раствора и контакта воды с нерастворимыми веществами. Наконец, они протестировали смесь оксида железа и полиакриловой кислоты с фтором и серой, чтобы определить идеальные условия производства аммиака и понять, как эти каталитические материалы взаимодействуют с водяными каплями.
Новый процесс позволяет получать аммиак без больших затрат, используя в качестве источника азот и водород, содержащийся в каплях воды в воздухе. Проходя через фильтр, покрытый катализатором, водяной пар запускает реакцию, которая дает достаточно аммиака для обеспечения удобрением теплицы. В отличие от традиционных методов, этот работает при комнатной температуре и стандартном атмосферном давлении, не требуя внешнего источника напряжения.
В лабораторных экспериментах разработчики показали потенциал технологии - получили высокую концентрацию удобрения для растений в теплице всего через два часа работы устройства. Использование фильтра из микропористого материала позволит вырабатывать аммиак в количествах, достаточных для широкого применения технологии в сельском хозяйстве, пишет Science Daily.
«Этот прорыв позволяет нам использовать азот из воздуха для устойчивого производства аммиака, - сказал Ричард Заре из Стэнфорда, один из исследователей. - Это важный шаг к децентрализации и экологически чистому подходу к сельскому хозяйству».
По оценкам разработчиков, устройство может появиться на рынке через два или три года. За это время исследователи собираются экспериментировать с фильтрами все большего размера, чтобы повысить производительность.
Значение аммиака выходит далеко за пределы удобрений. Он может случить носителем энергии из возобновляемых источников - более эффективным, чем водород, благодаря своей высокой энергетической плотности.