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

Aby se objev urychlil, vychází z mřížky vysoce dimenzionální infračervený mikroskop

Příklad vzoru dlaždice použitého ke skenování kulatého červa C. elegans. Non-grid pattern dává algoritmu vzorkování větší flexibilitu pro rychlé resetování oblastí zájmu. ...

Starověcí zirkonové říkají, že desková tektonika začala před 3,6 miliardami let – významná událost pro přivítání Země k životu

Zirkony studované výzkumným týmem byly vyfotografovány pomocí katholluminiscence, techniky, která umožňuje týmu vizualizovat vnitřek krystalů pomocí speciálního rastrovacího elektronového mikroskopu. Tmavé kruhy na...

Můžeme opioidy zvýšit návykovostí? [Video]

V roce 2017 byly miliony lidí po celém světě závislí na opioidech a 115 000 zemřelo na předávkování. Opioidy jsou nejsilnější léky proti bolesti, které...

V místě vazby protilátek ve variantách viru COVID-19 – hlavní důsledky pro budoucí vakcíny

Výzkumný tým Penn State zjistil, že N protein na SARS-CoV-2 je uložen ve všech pandemických koronavirech souvisejících se SARS (nahoře vlevo: SARS-CoV-2, civet, SARS-CoV,...

NASA investuje 105 milionů amerických dolarů do vývoje inovativních technologií pro malé podniky ve Spojených státech

NASA Má dlouhou historii podpory amerických podnikatelů při vývoji technologií od nápadu po obchodní připravenost. Agenturní program Small Business Innovation Research (SBIR) dále podporoval...

Newsletter

Subscribe to stay updated.