uutiset

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Ammoniakki on yksi maailman eniten tuotetuista yhdisteistä, ja sitä käytetään laajalti sellaisilla aloilla kuin lannoitteissa, kemiallisessa synteesissä ja energian varastoinnissa. Maailmanlaajuinen ammoniakin kysyntä on 180 miljoonaa tonnia vuodessa. Tuotantoprosessissa käytetyn korkean lämpötilan ja paineen sekä vedyn laajan käytön vuoksi raaka-aineena ammoniakin tuotanto muodostaa 1,4 % maailmanlaajuisista hiilidioksidipäästöistä ja kuluttaa 2 % maailman energiasta vuosittain. Samaan aikaan maatalouden ja teollisuuden prosessien nitraattivuoto voi saastuttaa vesivaroja.

Kuinka ratkaista korkean energiankulutuksen ja ei-vihreän ammoniakin tuotannon ongelma? "Nature Catalysis" -lehden uusimmassa numerossa kerrotaan uudesta sähkökemiallisesta menetelmästä ammoniakin tuotantoon, jolla voidaan muuttaa nitraattipitoinen jätevesi ammoniakiksi ja puhdistetuksi vedeksi. Sen voidaan sanoa tappavan kaksi kärpästä yhdellä iskulla.

Ammoniakin tuotanto perustuu nyt pääosin Haber-Boschin prosessiin. Valmistetun ammoniakkiliuoksen on saavutettava erittäin korkea pitoisuus sen jälkeen, kun se on sekoitettu tukielektrolyytiin (suolan), joka sitten erotetaan ammoniakkituotteen saamiseksi. Professori Wang Haotianin ryhmä Rice Universitystä Yhdysvalloissa suunnitteli kolmikammioisen sähkökemiallisen laitteen, joka voi muuntaa jäteveden ammoniakiksi ja puhdistetuksi vedeksi. Tämä jätevesi syötetään laitteeseen ja virtaa huokoisen kiinteän elektrolyyttikerroksen läpi muuttaen nitraattiliuoksen vedeksi ja ammoniakkikaasuksi. Nitraattiepäpuhtaudet poistetaan vedestä samalla kun ammoniakkikaasua muodostuu, jolloin lisäpuhdistusvaiheita ei tarvita.

Prosessi on tehokas ja tuottaa puhdistettua vettä ja ammoniakkia teollisuuden jätevesissä yleisillä nitraattipitoisuuksilla (2 000 miljoonasosaa, 2 000 ppm) ilman lisäelektrolyyttien tarvetta.

Tutkimusryhmä suoritti myös tämän tekniikan teknis-taloudellisen arvioinnin (TEA), joka osoitti, että vaikka sähkökemiallisen ammoniakkisynteesin nykyiset kustannukset ovat edelleen korkeammat kuin perinteisen Haber-Boschin prosessin, kun nitraattijäteveden käsittelyn mahdolliset hyödyt ovat Ottaen huomioon, tällä One-tekniikalla on ilmeisiä kilpailuetuja. "Teknologiamme tarjoaa uusia mahdollisuuksia ammoniakin vihreään synteesiin ja auttaa saavuttamaan tasapainon globaalissa typen kierrossa", professori Wang Haotian korosti.

Tutkimusryhmä uskoo, että nykyisellä innovatiivisella ammoniakin tuotantolaitteella voidaan saavuttaa ympäristöystävällisempi tapa tuottaa ammoniakkia ja auttaa jätevesien käsittelyssä. He mainitsivat myös, että nämä kokeet perustuivat laboratorioympäristöön ja että tulevaa tutkimusta tarvitaan arvioimaan näiden laitteiden soveltuvuutta tosielämässä.