Kontaminovaná voda jako zdroj hnojiva

Podle kandidáta PhD Phebe van Langevelde a profesora Marca Kopera z Leiden Institute of Chemistry v Je možné, že je možné odstranit dusičnany z podzemní vody a současně produkovat amoniak udržitelným způsobem. Joule 26. ledna 2021. Společně s německým kolegou provedli literární studii o možnostech.

Dva ptáci, jeden kámen

Dusičnan je znečišťující látka pocházející z dopravy, průmyslu a zemědělství. Je to sloučenina dusíku: NO3-. Technologové v oblasti životního prostředí hledají způsob, jak vyrobit tento plynný dusík, N2, ale to je obtížné. Amoniak, sloučenina dusíku NH3, je základní surovinou pro chemii, například pro výrobu hnojiv. Je vyroben z plynného dusíku, ale tento proces probíhá při vysokých tlacích a teplotách, a proto vyžaduje použití fosilních paliv.

Jedním z řešení obou problémů je podle Phebe van Langevelde tyto procesy kombinovat a přímo převádět dusičnan amonný. Se svými kolegy prozkoumal možnosti. “Celkový obrázek je nový,” řekl.

Bakterie vs. elektrochemie

Současná metoda přenosu dusičnanů na plynný dusík pomocí bakterií. Elektrochemie může být levnější a výkonnější alternativou. Výchozí materiál se rozpustí v kapalině, ve které jsou umístěny dvě elektrody, která je potažena katalyzátorem. Když je na elektrody přivedeno napětí, dochází k chemickým reakcím na jejich povrchu, v závislosti na použitém katalyzátoru. „Doposud nebylo možné dusičnat čistý plynný dusík tímto způsobem. Vzniklo tolik dalších produktů,“ říká Van Langevelde. „Výroba dusičnanu dusičnanu, pro který byly navrženy vhodné katalyzátory, je mnohem snazší. v posledních letech je založen na nových materiálech.

Dlouhotrvající a bezpečné

Může to být nejen lepší způsob, jak získat dusičnany ze znečištěné vody, ale také ekologická alternativa k výrobě amoniaku. Dnes je procesem, který spotřebovává energii na bázi plynného dusíku, proces Haber-Bosch, vyspělá technologie, která se dnes používá již více než sto let. Bude těžké jej vyměnit. Elektrochemická metoda z dusičnanu však může být levnější než metoda Haber-Bosch. Proces probíhá při pokojové teplotě a je napájen elektřinou, která může trvat dlouhou dobu. Je také malý a lze jej použít místně. „Proto nemusíte skladovat velké množství produktů, které jsou spojeny s bezpečnostními riziky,“ říká Van Langevelde. Bejrút například obsahuje velké množství skladovaného hnojiva. “

Další výzkum

Před praktickým použitím elektrochemického dusičnanu na amoniak je třeba provést další výzkum, například by měl prozkoumat vhodné katalyzátory a vyrobit vedlejší produkty. A otázkou zůstává: které toky odpadních vod jsou vhodné? Možné jsou toky odpadu z jaderných elektráren a průmyslu, ale obsahují další látky, které mohou proces narušit. „A množství dusičnanů v kontaminované podzemní vodě je pro tuto aplikaci velmi malé. Proto je nutný další krok k cílení na dusičnany. To znamená, že je stále třeba překonat určité překážky, ale metoda, která, jak se zdá, má naději. To může vést k obnovení globálního cyklu dusíku. “

Reference: „Redukce elektrokatalytických dusičnanů pro udržitelnou produkci amoniaku“ Phebe H. van Langevelde, Ioannis Katsounaros, Marc TM Koper, 26. ledna 2021, Joule.
DOI: 10.1016 / j.joule.2020.12.025

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Obrovská stará ryba objevená při nehodě – bizarně vypadající a „naprosto masivní!“

Příklad toho, jak vypadá kompletní fosilní coelacanth z ryb. Toto je z Jura des German. Fotografický kredit: profesor David Martill, University of...

“Virtuální vývoj”. Vědci přečetli 300 let starý historický dopis, aniž by jej otevřeli

Rozšířená animace počítačové produkce zapečetěného dopisu DB-1538. V našem článku popisujeme, jak byl „virtuální vývoj“ použit ke čtení obsahu balíčků evropských razítek ze...

Nová forma „bezprecedentní“ symbiózy

Bakteriální endosymbiotická energie umožňuje jeho jednobuněčnému eukaryotickému hostiteli dýchat dusičnany, což naznačuje, že jednobuněční eukaryoti mohou získávat endosymbioty k doplnění nebo nahrazení funkcí svých...

Mozkový iontový kanál identifikován jako nový přístup k léčbě deprese – vědci „překvapeni“ významným zlepšením symptomů deprese

Vědci z Icahn School of Medicine na Mount Sinai identifikovali lék, který působí proti depresi úplně jiným mechanismem než stávající léčba. Jejich studie ukázala, že...

Mezní rozhraní mezi 2D a 3D materiály

Autor: David L. Chandler, Massachusetts Institute of Technology 2. března 2021 Tyto obrazy „atomů“ atomů zlata posazených na vrstvu dvourozměrného sulfidu molybdenu byly vytvořeny ve...

Newsletter

Subscribe to stay updated.