A kutatók zöld műtrágyarendszert építenek a hulladékok újrafelhasználására és az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentésére.

A középnyugati kutatók az üvegházhatású gázok kibocsátásának egy részét szeretnék kivonni a műtrágyából.

Az Iowa Állami Egyetem és a Wichita Állami Egyetem kutatócsoportjai (USA, Kansas) egy olyan rendszer kifejlesztésén dolgoznak, amely felfogja a hulladék nitrogént és szén-dioxidot, hogy olyan zöld műtrágyát állítsanak elő, amely csökkenti a dinitrogén-oxid kibocsátását, amely a szénnél 300-szor erősebb üvegházhatású gáz. dioxid (CO₂).

A rendszer nagy célja egy kutatási összefoglaló szerint „az N₂O (nitrogén-oxid)- és CO₂gazdasági ellenálló képességgel és környezettudatossággal enyhítette a nitrogénműtrágyákat, mint innovatív módszert az éghajlatváltozás által fenyegetett közép-nyugati mezőgazdasági és állattenyésztő közösségek előtt álló kihívások mérséklésére."

A Nemzeti Tudományos Alapítvány négy évre szóló, 4 millió dolláros támogatással támogatja a projektet, amelynek fele Iowa államba, fele Wichita államba kerül. A finanszírozást az ügynökség a versenyképes kutatás ösztönzésére alapított program (EPSCoR) biztosítja.

Az EPSCoR-támogatások célja, hogy tudományos infrastruktúrát és képességeket építsenek ki országszerte. Ez a támogatás az EPSCoR „track 2” programjából származik, amely az államok vagy területek közötti kutatási együttműködést támogatja. A program jelenleg az éghajlatváltozással kapcsolatos kutatás és a reziliencia képességének előmozdítására irányul.

A csapat feladatai közé tartozik anyagok, eljárások és reaktorok tervezése a hulladék nitrogén és szén-dioxid elektrokémiai leválasztására és „zöld karbamid” néven ismert műtrágyává történő átalakítására, a növények nitrogénciklusának modellezése, a növények nitrogénérzékelőinek fejlesztése és tesztelése, valamint a gazdálkodók oktatása. és a gazdálkodók az új műtrágyáról.

A kutatók a projekt fenntarthatóságát is szeretnék fokozni azáltal, hogy szél- és napenergiát használnak zöld műtrágyáik elektrokémiai szintéziséhez. "Szeretnénk kihasználni az Iowa és Kansas államban jelenleg termelt és használt bőséges megújuló energiát" - mondta Li.

Shuang Gu, a Wichita állam gépészmérnöki docense fogja vezetni a projektet Kansasben. Együtt fog dolgozni Mark Schneegurttal, a biológiai tudományok professzorával; Janet Twomey, a College of Engineering dékánhelyettese a posztgraduális tanulmányokért, a kutatásért és a kar sikeréért, valamint az ipari, rendszer- és gyártásmérnöki professzor; és Ruowen Shen, a Hugo Wall School of Public Affairs adjunktusa.

A kansasi csapat feladatai közé tartozik a nitrát felfogása és koncentrálása, a karbamid leválasztása, a talaj mikrobiális közösségeinek tanulmányozása, a zöld műtrágyák életciklus-értékelése és a zöld műtrágyák társadalmi hatásainak meghatározása.

Az Iowa állam és a Wichita állam kutatói más projekteken dolgoztak együtt.

"Zökkenőmentes szinergia van az iowai ISU és a kansasi WSU között a közös problémák, a középnyugati gazdálkodás és állattenyésztés iránti egységes érdeklődés, valamint a kutatási szakértelem és az oktatás erejének kiegészítése tekintetében" - mondta Gu.

Li elmondta, hogy a projekt többet tesz, mint egy új, zöld műtrágyaterméket. Olyan technológiák és ismeretek egész rendszerét hozza létre, amelyek csökkenthetik a műtrágyákból származó dinitrogén-oxid-kibocsátást.

A kutatók kitalálják, hogyan lehet megkötni a hulladék nitrogént és szén-dioxidot a mezőgazdasági lefolyásból. Technológiát is fejlesztenek a zöld karbamid szintézisére az összegyűjtött nitrogénből és szén-dioxidból.

A kutatók emellett életciklus- és gazdasági elemzéseket is végeznek a zöldtrágya használatáról, fejlett érzékelőket fejlesztenek ki a növények nitrogénfelhasználásának helyszíni mérésére, tanulmányozzák a nitrogén-oxid növényi metabolizmusát, megvizsgálják a szakpolitikai változások hatásait, és a használat ösztönzésén dolgoznak. zöld műtrágyák.