Ученые разработали устройство для производства азотного удобрения — нужны только солнце, воздух и вода

Исследователи из Технологического университета Эйндховена разработали плазменный мини-завод-устройство, которое способно производить дешевые азотные удобрения с использованием только солнца, воды и воздуха, говорится в сообщении на сайте университета.

Речь идет об использовании самых современных плазменных технологий для изготовления дешевых удобрений для мелких фермеров. Это может звучать как магия, но сейчас это стало реальностью. Исследователи из Ейндховенского технологического университета построили небольшой завод-устройство на плазме, который производит жидкие удобрения на основе азота только с использованием солнца, воды и воздуха.

«Завод-устройство простой в создании, устойчивый и очень эффективный», — говорит исследователь Фаусто Галлуччи, профессор из Факультета химической инженерии и химии, который вместе с партнерами из Африки, Германии и Португалии провел успешные испытания устройства в Уганде. «Сейчас мы хотим вывести мини-завод на рынок, чтобы он стал доступным для фермеров во всем мире».

«Наша система небольшая, простая и очень быстрая. После того, как вы его включите, это действительно вопрос нескольких секунд, как он начнет производить удобрения. Это делает его также очень гибким: вы запускаете его только тогда, когда светит солнце и вам нужны удобрения », — говорит профессор.

Так как работает этот «волшебный» устройство? Профессор Галлуччи объясняет: «Наш мини-завод использует плазменные технологии. Как известно, плазма является четвертым состоянием вещества и состоит из ионизированных атомов и молекул ».

Плазма, которая используется на устройстве, не является тепловой: в то время как электроны,  которые двигают реакцию, достигают очень высоких температур, окружающий газ, может оставаться относительно холодным. Это, конечно, экономит энергию. Это делает плазменную технологию привлекательной альтернативой традиционному способу получения азотного удобрения, так называемому процессу Габера — Боша, который требует как высокого давления, так и высоких температур. По подсчетам, процесс Габера-Боша потребляет от 1 до 2 процентов общей мировой энергии, ежегодно выбрасывая в воздух около 300 000 000 тонн СО2.

Создание удобрения на основе азота в плазменном реакторе предусматривает процесс, известный как фиксация азота. Хотя на 78 процентов воздух состоит из азота (N2), газ не вступает в реакцию с другими элементами (он химически инертен). Это затрудняет его использование растениями.

Процесс фиксации азота решает эту проблему. Он превращает азот (N2) из ​​воздуха в NOx, который, в свою очередь, реагирует с кислородом и водой, образуя нитрат (NO3-), который можно использовать как ингредиент для жидких удобрений.

«Чтобы начать процесс преобразования, — объясняет серую Ли, исследователь в группе профессора Галлуччи, — молекулы N2 сначала нужно «активировать», вводя электрический заряд. Это гарантирует, что связи, удерживающие атомы азота вместе, разрываются, создавая плазму». В случае мини-завода Leap Agri электроэнергия для производства плазмы обеспечивается солнечной энергией, дешевым и устойчивым источником, широко доступным в развивающихся странах.