Užterštas vanduo kaip trąšų šaltinis

Pasak dr. Phebe van Langevelde ir Leideno chemijos instituto profesoriaus Marco Koperio, pasak dr. Phebe van Langevelde ir profesoriaus Marco Koperio, nitratai gali būti pašalinti iš užteršto gruntinio vandens ir tuo pačiu metu darniai gaminti amoniaką. Džoulis 2021 m. Sausio 26 d. Jie kartu su kolega vokiečiu atliko literatūros apžvalgą apie galimybes.

Du paukščiai, vienas akmuo

Nitratai yra transporto, pramonės ir žemės ūkio teršalai. Tai azoto junginys: NO3-. Aplinkosaugos technologai ieško metodo, kaip tai paversti azoto dujomis, N2, tačiau tai sunku. Amoniakas, azoto junginys NH3, yra svarbi žaliava chemijoje, pavyzdžiui, trąšoms gaminti. Jis gaminamas iš azoto dujų, tačiau šis procesas vyksta esant aukštam slėgiui ir temperatūrai, todėl reikia naudoti iškastinį kurą.

Abiejų problemų sprendimas būtų sujungti šiuos procesus ir nitratą paversti tiesiogiai amoniaku, teigia Phebe van Langevelde. Kartu su kolegomis jis įvertino variantus. “Visas vaizdas yra naujas”, – sako jis.

Bakterijos, palyginti su elektrochemija

Dabartiniam nitratų pavertimo azoto dujoms metodu naudojamos bakterijos. Elektrochemija galėtų būti pigesnė ir tvirtesnė alternatyva. Pradinė medžiaga ištirpinama skystyje, kuriame yra du elektrodai, padengti katalizatoriumi. Kai elektrodams taikoma įtampa, jų paviršiuje vyksta cheminės reakcijos, priklausomai nuo naudojamo katalizatoriaus. „Iki šiol taip pavyko nitratų paversti grynomis azoto dujomis. Gaminama per daug kitų produktų, – sakė Van Langevelde. – Nitratą paversti amoniaku yra daug lengviau. Pastaraisiais metais tinkami katalizatoriai buvo sukurti remiantis naujomis medžiagomis. “

Patvarus ir saugus

Galbūt tai ne tik geresnis nitratų pašalinimo iš užteršto vandens būdas, bet ir ekologinė amoniako gamybos alternatyva. Dabartinis energiją vartojantis procesas, pagrįstas azoto dujomis, yra „Haber-Bosch“ procesas. Tai bus sunku pakeisti. Tačiau elektrocheminis požiūris į nitratą gali būti pigesnis nei Haber-Bosch metodas. Procesas vyksta kambario temperatūroje ir yra varomas elektra, kurią galima gaminti tvariai. Jis yra nedidelio masto ir gali būti pritaikytas vietoje. „Taigi nereikia saugoti daugybės produktų, keliančių pavojų saugumui“, – sako Van Langeveldas. – Pavyzdžiui, sprogimas Beirute sukėlė trąšų sandėlio sandėliavimą.

Papildomi tyrimai

Prieš praktikoje taikydamas elektrochemiją nitratams paversti amoniaku, jis sako, kad reikia atlikti papildomus pagrindinius tyrimus, tokius kaip tinkamų katalizatorių ir šalutinių produktų susidarymo tyrimai. Ir lieka klausimas: kurie nuotekų srautai yra tinkami? Galima rinktis atomines elektrines ir pramoninių atliekų srautus, tačiau juose yra kitų medžiagų, kurios gali sutrikdyti procesą. „Ir nitratų kiekis užterštame gruntiniame vandenyje yra per mažas šiai paskirčiai. Todėl kitas žingsnis būtų koncentruoti nitratą. Taigi vis dar yra tam tikrų kliūčių, kurias reikia įveikti, tačiau požiūris atrodo perspektyvus. Tai gali padėti atkurti pasaulinį azoto ciklą “.

Nuoroda: „Elektrokatalizinio nitrato kiekio mažinimas tvariai amoniako gamybai“, autorius Phebe H. van Langevelde, Ioannis Katsounaros, Marc TM Koper, 2021 m. Sausio 26 d., Džoulis.
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

Naujų atradimų apie milijardus mikrobų pavertimą mūsų kūnu pavertimas įvairiomis ligomis

Įvairūs MIT tyrėjai naujus atradimus apie milijardus mikrobų paverčia žmogaus kūnu įvairiausių ligų gydymu. Įvairūs mokslininkai naujus atradimus apie milijardus mikrobų paverčia kūnu įvairiausių ligų...

MIT neurologai nustato hipokampo smegenų sąsają, koduojančią įvykių laiką

MIT neuromokslininkai nustatė, kad hipokampo CA2 regione esančios piramidinės ląstelės (žalios) yra atsakingos už kritinės informacijos saugojimą. Kreditas: „Tonegawa Lab“, redagavo „MIT News“ Išvados...

Vibruojančių molekulių naudojimas medžiagos bangų savybėms tirti

HD + molekuliniai jonai (geltonos ir raudonos taškų poros) jonų gaudyklėje (pilka) yra apšvitinti lazerio banga (raudona). Tai sukelia kvantinį šuolį pakeistų molekulių joninės...

Naujas dizainas pagerina naujos kartos perovskitų kraujo ląstelių efektyvumą

Autorius: Davidas L. Chandleris, Masačusetso technologijos institutas 2021 m. Vasario 27 d Šiame paveikslėlyje perovskito fotovoltai fone rodomi su atskirais perovskito kristalais, kurie rodomi kaip...

Naujas odos pleistras nuolat stebi širdies ir kraujagyslių sistemos signalus և biocheminius lygius

Šis minkštas, tamprus pleistras gali vienu metu kontroliuoti jo kraujospūdžio և biocheminį lygį. Paskola Wang laboratorija / San Diegas Kalifornijos universiteto, San Diego,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.