Yeni plazma cihazı havayı amonyağa dönüştürüyor, fosil yakıtlara olan ihtiyacı ortadan kaldırıyor

Yeni plazma cihazı havayı amonyağa dönüştürüyor, fosil yakıtlara olan ihtiyacı ortadan kaldırıyor

Sydney Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, elektrik ve yapay aydınlatma kullanarak amonyak üretmenin çığır açan bir yolunu geliştirdiler. Bu yenilik, küresel amonyak üretimine hakim olan ancak büyük bir karbon ayak izi bırakan Haber-Bosch sürecine daha temiz, merkezi olmayan bir alternatif sunuyor.

Gübrelerin temel bir bileşeni olan amonyak, küresel gıda üretiminin neredeyse yarısını destekliyor. Geleneksel olarak, üretimi yüksek ısı, yüksek basınç ve fosil yakıtlar gerektiriyor ve bu da onu dünyadaki en fazla emisyona sahip kimyasal süreçlerden biri yapıyor.

Sydney ekibinin yaklaşımı, havadaki nitrojeni ve oksijeni uyarmak için plazmayı kullanıyor ve ardından bu molekülleri membran tabanlı bir elektrolizör aracılığıyla amonyak gazına dönüştürüyor.

Laboratuvardan gaza dayalı çığır açıcı buluş

Çalışma, bu iki adımlı yöntemin önceki girişimlerin çeşitli verimsizliklerini nasıl önlediğini özetliyor. Diğer laboratuvarların çoğu, yalnızca sıvı formda, yani amonyumda amonyağı üretmeyi başarmıştı ve bu da kullanılabilir gaz haline gelmesi için daha fazla işlem gerektiriyor. Yeni yöntem bu adımı atlıyor.

Sidney Üniversitesi Kimya ve Biyomoleküler Mühendislik Okulu'ndan baş araştırmacı Profesör PJ Cullen, "Bu araştırmada, havanın elektrik kullanılarak gaz halindeki amonyağa dönüştürülmesini sağlayan bir yöntemi başarıyla geliştirdik" dedi. "Hedeflerimize doğru atılmış büyük bir adım."

Bu gelişme, özellikle kırsal veya şebeke dışı yerler için önemli olan düşük maliyetli, ölçeklenebilir ve merkezi olmayan yeşil amonyağın üretimine de kapı açıyor.

Cullen, "Son on yıldır, laboratuvarımız da dahil olmak üzere küresel bilim topluluğu, fosil yakıtlara dayanmayan daha sürdürülebilir bir amonyak üretme yolu bulmak istiyordu" dedi.

Geleceğin yakıtı ve hidrojen taşıyıcısı

Amonyak sadece tarımda değil, enerji sektöründe de ilgi görüyor. Üç hidrojen atomu içerdiğinden, hidrojeni depolamak ve taşımak için etkili bir yoldur. Endüstri kuruluşları, molekülleri "parçalayarak" amonyaktan hidrojen çıkarma yöntemlerini araştırıyor.

Amonyağın karbon içermeyen profili onu gelecekteki temiz yakıtlar için güçlü bir aday haline getiriyor. Küresel emisyonların yaklaşık %3'ünden sorumlu olan nakliye sektörü özellikle ilgileniyor.

Cullen'ın ekibi altı yıldır yeşil amonyak teknolojileri üzerinde çalışıyor. Yeni kurulumları, son dönüşümün gerçekleştiği kompakt bir gümüş kutu olan membran tabanlı elektrolizöre odaklanıyor.

Haber-Bosch işlemi sırasında, amonyak, yoğun ısı ve basınç altında nitrojen ve hidrojen gazlarının birleştirilmesiyle üretilir. Cullen'ın işlemi, hava moleküllerine enerji vermek ve bunları doğrudan amonyak oluşturmak için elektrolizörden geçirmek için plazmayı kullanır.

Cullen, "Bu yeni yaklaşım, plazma ve elektrolizi birleştiren iki adımlı bir işlemdir," diye açıkladı. "Plazma bileşenini enerji verimliliği ve ölçeklenebilirlik açısından zaten uygulanabilir hale getirdik."

Ancak, "Sürdürülebilir bir amonyak üretimine yönelik daha eksiksiz bir çözüm oluşturmak için, elektrolizör bileşeninin enerji verimliliğini artırmamız gerekiyor." diye ekledi.

Amonyak üretiminin dünya genelinde artması beklenirken, bu araştırma dünyanın en önemli kimyasallarından birine yaklaşımını yeniden tanımlayabilir.

Kaynak: IE