Mūsų civilizacijai svarbus amoniakas gali būti kuriamas žaliai – tereikės vandens, oro ir plazmos

Galbūt jūs to ir nežinojote, bet amoniakas yra labai svarbus mūsų civilizacijai. Jis plačiai naudojamas nuo 20 amžiaus pradžios ir dabar yra labai svarbus mūsų maisto grandinei. Žinoma, kalbame apie trąšas – kasmet apie 110 milijonų tonų amoniako yra paskleidžiama ant įvairių kultūrų laukų. Ir dabar Australijos mokslininkai sugalvojo būdą, kaip amoniaką gaminti švariau.

Amoniako (NH₃) problema – aukštos energijos sąnaudos gamyboje. Tai yra sietina su didelėmis anglies dvideginio emisijomis. Žinoma, tikriausiai pasakysite, kad chemines trąšas reikėtų keisti natūraliomis. Tačiau tiesa yra ta, kad natūralios trąšos dažnai yra brangesnės ir ne tokios efektyvios. Be to, jos irgi yra susijusios su aplinkai žalingomis emisijomis ir jų tikriausiai vis tiek nepakaktų.

Bet amoniakas ateityje gali būti svarbus ne tik kaip trąša. Jau dabar spausdinami tyrimai rodo, kad amoniakas ateityje galės būti naudojamas ir kaip kuras ar vandenilio logistiką lengvinanti medžiaga. Taigi, jei ateityje gaminsime daugiau amoniako, reikėtų tai daryti švariau.

Cilindras, kuriame vandens burbuluose kuriama plazma © Profesorius Patrick 'PJ' Cullen, Sidnėjaus universitetas

Dabar Naujojo Pietų Velso ir Sidnėjaus universitetų mokslininkai sukūrė visiškai žalią būdą gaminti amoniaką – tam tereikia vandens, oro ir atsinaujinančio energijos šaltinio (pavyzdžiui, saulės jėgainių). Šio metodo paslaptis – atmosferinė plazma.

Įprastai amoniakas gaminamas pasitelkiant Habero-Boscho procesą. Vandenilis (H₂) jungiamas su azotu (N₂) aukštos temperatūros (450 °C) ir slėgio (100 barų) atmosferoje. Tai nėra labai efektyvus amoniako gamybos būdas, nes tam reikia labai daug energijos. Tiesą sakant, amoniako gamyba yra atsakinga už 1-2 % pasaulinio energijos poreikio, apie 3 % anglies emisijų ir 3-5 % gamtinių dujų suvartojimo. Siaubingi skaičiai, tiesa?

Ir štai kodėl mokslininkai norėtų naudoti plazmą. Specialiame cilindre mokslininkai vandens burbuluose sukuria plazmos impulsus, kurie leidžia sukurti aplinką, kurioje vandenilis iš vandens gali reaguoti su azotu iš oro. Mokslininkai teigia, kad dviejų lygių reakcijoje pasiekiama plazmos technologijų ir elektrolizės sinergija. Tokiai amoniako gamybai reikia mažiau energijos ir ją galima paimti iš atsinaujinančių šaltinių. Tai yra susiję su faktu, kad reakcijai nereikia vandenilio, priešingai nei Habero-Boscho procese. Vandenilis yra naudojamas, bet jis išgaunamas to paties proceso metu.

Kalbant apie vandenilį, jis yra viena iš priežasčių, kodėl į amoniaką ateityje bus investuojama daugiau. Vandenilis yra daug potencialo turintys degalai, kuriais galima užpildyti automobilius ir sunkųjį transportą. Kada nors ir lėktuvai galėtų būti vandeniliniai, taip išvengiant sunkių ir ilgai įkraunamų baterijų naudojimo. Tačiau vandenilis vis dar turi daug trūkumų. Vienas iš jų – transportavimas ir saugojimas. Skystas amoniakas iš tikrųjų laiko daugiau vandenilio nei skystas vandenilis. Taigi, ateityje amoniakas gali būti naudojamas kaip kuras. Jei mokslininkai sukurtų žalią amoniako gamybos būdą – kad ir naudojant plazmą – tai būti puiki aplinkai draugiška alternatyva iškastinio kuro rūšims.