A Stanford Egyetem és a King Fahd University of Petroleum and Minerals kutatói olyan úttörő eszközt fejlesztettek ki, amely szélenergia felhasználásával közvetlenül levegőből állít elő ammóniát. Szerintük ez az új technológia, amely a globális energia jelentős részét felemésztő, szén-dioxid-kibocsátáshoz hozzájáruló Haber-Bosch eljárást hivatott helyettesíteni, forradalmasíthatja a mezőgazdasági gyakorlatot és visszafoghatja a környezetterhelést.
A szintetikus műtrágyáktól nagymértékben függő mezőgazdasági szektor az üvegházhatású gázok fő kibocsátója, és az ENSZ Környezetvédelmi Programja szerint a kibocsátás körülbelül egyharmadáért felelős.
Az innovatív eszköz, amelyet Richard Zare, Marguerite Blake Wilbur stanfordi természettudományi professzor vezetésével fejlesztettek ki, a laboratórium határain kívül is bizonyította hatékonyságát. "Ez az áttörés lehetővé teszi számunkra, hogy a levegőben lévő nitrogént hasznosítsuk, és fenntartható ammóniát állítsunk elő. Ez jelentős lépés a mezőgazdaság decentralizált és környezetbarát megközelítése felé" - magyarázta Zare.
Az eszköz mechanizmusa abból áll, hogy a levegőt egy olyan hálón keresztül szívják át, amelyet speciális katalizátorokkal vonnak be, amelyeket a környezeti feltételekhez, például a páratartalomhoz, a szélsebességhez és a légköri összetételhez optimalizáltak. A katalizátorok, beleértve a vas-oxid és a fluorban és kénben gazdag savas polimerek kombinációit, elősegítik az ammóniatermelést szobahőmérsékleten és atmoszférikus nyomáson, így nincs szükség külső energiabevitelre.
Xiaowei Song, a tanulmány vezető szerzője és a Stanfordi kémia kutatója hangsúlyozta a módszer környezeti előnyeit. "Ez a megközelítés jelentősen csökkenti az ammóniatermelés szénlábnyomát" - jegyezte meg Song. A tesztek során az eszköz megmutatta, hogy képes mindössze két órán belül üvegházi növények trágyázásához elegendő koncentrációjú ammóniát előállítani egy mikroporózus kőszűrővel és víz-újrahasznosító mechanizmussal rendelkező rendszer segítségével.
Chanbasha Basheer, a King Fahd Egyetem munkatársa jelezte, hogy az eszköz bár ígéretes, körülbelül két-három év további fejlesztést igényel, mielőtt piacra kerülhet. A technológia bővítésének tervei között szerepel nagyobb hálórendszerek alkalmazása az ammóniatermelési kapacitás növelése érdekében.
A műtrágyagyártásban való elsődleges felhasználásán túlmenően az eszköz ammónia – a hidrogénnél nagyobb energiasűrűségű vegyület – előállítására való képessége potenciális alkalmazási területet jelent a megújuló energia tárolásában és szállításában. Ez különösen előnyös lehet az olyan ágazatoknak, mint a hajózás és az energiatermelés.
A Science Advances december 13-án megjelent tanulmánya az Egyesült Államok Légierejének Tudományos Kutatási Hivatalától és a King Fahd Kőolaj- és Ásványi Egyetemtől kapott támogatást. A kutatók elképzelése szerint ezt a technológiát integrálják az öntözőrendszerekbe, lehetővé téve a műtrágya helyszíni előállítását, ami jelentősen racionalizálhatja a mezőgazdasági gyakorlatokat.
