Az MIT mérnökei azt javasolják, hogy menjünk a föld alá – a tiszta ammónia érdekében

Az MIT kutatócsoportja kifejlesztett egy innovatív módszert az ammónia előállítására a szokásos, fosszilis tüzelőanyaggal működő, nagy hőt és nyomást igénylő vegyi üzemek nélkül – olvashatjuk az MIT News oldalán.

Az ammónia napjainkban a világ egyik legszélesebb körben előállított vegyi anyaga, elsősorban nitrogéntrágyaként használják. Emellett közvetlenül elégethető gázturbinákban, motorokban és ipari kemencékben, így a fosszilis tüzelőanyagok szénmentes alternatíváját kínálja. Alternatív üzemanyagként vizsgálják a tengeri hajózásban, a légi közlekedésben, valamint potenciális űrhajtóanyagként is. Az ammónia előállításának hagyományos módja a Haber–Bosch-eljárás, amelyet a 20. század elején Németországban fejlesztettek ki. Ez a módszer rendkívül energiaigényes, és hatékonyságához hatalmas létesítmények szükségesek. Ennek következtében a műtrágya hiánya vagy ára egyes régiókban korlátozza a mezőgazdasági termelést. Léteznek más eljárások is az alacsony kibocsátású vagy kibocsátásmentes hidrogén és a továbbiakban ammónia előállítására, például nap- vagy szélenergia segítségével történő vízbontás, azonban ezek is költségesek lehetnek.

Az MIT kutatócsoportja egy olyan rendszert fejlesztett ki, amely lehetővé teszi az ammónia előállítását a hagyományos, fosszilis tüzelőanyag-alapú vegyi üzemek nélkül. Ehelyett megtalálták a módját annak, hogy magát a Földet geokémiai reaktorként használják, és ammóniát állítsanak elő a föld alatt. A folyamat a Föld természetben előforduló, ingyenesen és kibocsátásmentesen biztosított hőjét és nyomását, valamint a földben már jelen lévő ásványi anyagok reakcióképességét hasznosítja. A világ egyes területein a vasban gazdag kőzetek és a víz közötti kémiai reakciók révén természetes módon keletkezik hidrogén a föld alatt. Ezek a természetes hidrogénrétegek ugyanúgy kitermelhetők, mint a földgáz. Ha az ammónia előállításának teljes folyamatát a föld alatt végeznénk, az egyetlen anyag, amelyet a felszínre kellene hozni, maga az ammónia lenne, amelyet könnyű tárolni és szállítani.

A csapat által kidolgozott eljárás lényege, hogy vizet fecskendeznek a föld alá, egy vasban gazdag felszín alatti kőzetbe. A víz nitrogénforrást és egy fémkatalizátor részecskéit hordozza magával, így a víz reakcióba léphet a vassal, és tiszta hidrogént hoz létre, amely viszont a nitrogénnel reakcióba lépve ammóniát hoz létre. Ezután egy második kút segítségével az ammóniát felszivattyúzzák a felszínre. A laboratóriumban már bizonyított, de a természetben még nem alkalmazott folyamatot a Joule című folyóiratban ismertetik.

A geológiai ammónia másik előnye, hogy a kezeletlen szennyvíz, beleértve a mezőgazdasági szennyvízelvezetést is, amely általában már eleve gazdag nitrogénben, vízforrásként szolgálhat és a folyamat során kezelhető lenne.

Ez jelentős áttörést jelenthet a fenntartható fejlődés jövője szempontjából és megnyithatja az utat a hasonló megközelítés más vegyipari termelési folyamatok esetében történő alkalmazása előtt. A kutatócsoport szabadalmi bejelentést tett, és célja az eljárás piacra vitele.

Karacs Alexandra – Forrás: For clean ammonia, MIT engineers propose going underground | MIT News | Massachusetts Institute of Technology