بازار، گروه کشاورزی: تولید آمونیاک یکی از چالش‌های بزرگ در راستای اهداف اقلیمی جهانی برای کاهش انتشار کربن است، چرا که این ماده در تولید کودهای نیتروژنی کشاورزی کاربرد دارد و بدون آن، نیمی از جمعیت جهان ممکن است با مشکل گرسنگی مواجه شوند.
آمونیاک یک ترکیب شیمیایی متشکل از هیدروژن و نیتروژن است. در حالی که نیتروژن به وفور در جو وجود دارد، تولید هیدروژن معمولاً نیاز به استخراج آن از سوخت‌های فسیلی دارد. برای تولید آمونیاک، یک واکنش شیمیایی در دماهای بسیار بالا (بین ۴۰۰ تا ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد) لازم است و رسیدن به این دما بدون سوزاندن سوخت‌های فسیلی ممکن نیست.
با این حال، دانشمندان استرالیایی روشی نوآورانه برای تولید آمونیاک ارائه داده‌اند که وابسته به دماهای بالا نیست. آنها از سیستمی استفاده کرده‌اند که شامل سلول‌های فتوولتائیک شبیه به پنل‌های خورشیدی است، تا فاضلاب را گرم کرده و از آن ماده مورد نظر را استخراج کنند.
فاضلاب به دلیل وجود نیترات، از طریق واکنش‌هایی که در این پنل‌های فتوولتائیک انجام می‌شود، می‌تواند تبدیل شود. محققان به‌خاطر شباهت زواید کوچکش به برگ درخت، این سیستم را «برگ مجازی» نامیده‌اند
پنل‌های خورشیدی آمونیاکی
تیمی از محققان دانشکده مهندسی شیمی و مهندسی فتوولتائیک تجدیدپذیر در دانشگاه نیو ساوت ولز، روش جدیدی برای تولید آمونیاک ابداع کرده‌اند که نیازی به دماهای بالا ندارد. این روش «کاتالیز فوتوالکتریک» نامیده می‌شود و بر پایه بهره‌برداری از نور خورشید برای تولید جریان الکتریکی است که واکنشی شیمیایی را در فاضلاب روی سطح یک پنل خورشیدی معمولی، که با یک نانولایه کوچک از مس و هیدروکسید کبالت پوشش داده شده، تحریک می‌کند.
جهان سالانه ۱۳۲ میلیون تن آمونیاک برای تولید کود مصرف می‌کند و پیش‌بینی می‌شود این میزان تا سال ۲۰۵۰ به‌دلیل افزایش جمعیت و تغییر در الگوی غذایی به ۱۶۵ میلیون تن برسد
فاضلاب به دلیل وجود نیترات، از طریق واکنش‌هایی که در این پنل‌های فتوولتائیک انجام می‌شود، می‌تواند تبدیل شود. محققان به‌خاطر شباهت زواید کوچکش به برگ درخت، این سیستم را «برگ مجازی» نامیده‌اند.
رز امل، مهندس شیمی در دانشگاه استرالیا، در بیانیه‌ای به مجله فوربس گفت که تیم تحقیقاتی به دلیل دانش آنها در زمینه مواد مورد استفاده برای تبدیل نور به انرژی الکتریکی و با همکاری متخصصان حوزه سلول‌های خورشیدی، به این ایده رسیدند. همچنین، با توجه به حجم بالای فاضلاب حاوی نیترات، بازیافت آن به عنوان منبعی برای تولید آمونیاک به روشی بدون کربن مطرح شد.
تجربه عملی
محققان با انجام یک آزمایش عملی، یک پنل فتوولتائیک به مساحت ۴۰ سانتی‌متر مربع را روی سقف یکی از ساختمان‌های دانشگاه نصب کردند و موفق به تولید آمونیاک کافی برای کوددهی کمتر از ۱.۵ متر مربع از زمین کشاورزی شدند.
با وجود این موفقیت، نوآوری جدید همچنان با چالش‌های بزرگی در افزایش ظرفیت تولید روبرو است تا بتوان آن را به‌صورت تجاری مقیاس‌پذیر کرد. اما این تحقیق، نوید بخش تولید کودهای کشاورزی بدون کربن است.
گفتنی است: جهان سالانه ۱۳۲ میلیون تن آمونیاک برای تولید کود مصرف می‌کند و پیش‌بینی می‌شود این میزان تا سال ۲۰۵۰ به‌دلیل افزایش جمعیت و تغییر در الگوی غذایی به ۱۶۵ میلیون تن برسد. بنابراین، جهان نیاز به توسعه تولید آمونیاک و کود دارد و در عین حال باید به دنبال حذف انتشار کربن ناشی از این صنعت مهم باشد.
نظر شما