Szennyvízből ammónia: mesterséges levél készíti napfénnyel, műtrágyagyártáshoz

Sem magas hőre, sem pedig fosszilis tüzelőanyagra nincs szüksége annak a mesterséges levélnek, ami előkezelt szennyvízből képes ammóniumionokat előállítani. A Sydney-i Új-Dél-Wales Egyetem találmánya a fenntarthatóbb mezőgazdaságot célozza, mert a növénytermeléshez jelenleg iszonyatos mennyiségben kell felhasználni rendkívül drága, fenntarthatatlan módszerekkel készülő, ammóniatartalmú műtrágyát. Mivel a „mesterséges levél” (aminek alapja egy napjainkban is kapható napelem) napfény segítségével alakít nitrátokat ammóniává, nemcsak a szennyezés csökkentésében segíthet, hanem a műtrágyagyártás zöldebb jövőjéhez is hozzájárulhat.

A kutatók által kifejlesztett, kb. 39 négyzetcentiméteres mesterséges levél annyi ammóniumiont termel, amennyi közel másfél négyzetméternyi mezőgazdasági terület trágyázásához elegendő. A kutatók napenergia segítségével alakítják át a szennyvízben található nitrátokat hasznos ammóniává, anélkül, hogy üvegházhatású gázokat termelnének. Ez a megközelítés jelentős előnyöket kínál a hagyományos ammóniagyártási eljárásokkal szemben, amelyekhez magas hőmérsékletre és nyomásra, valamint fosszilis tüzelőanyagokra van szükség, és a becslések szerint a globális üvegházhatású gázok öt százalékáért felelnek.

Rosie Amal professzor és csapata egy módosított napelem segítségével érte el, hogy csupán napfény felhasználásával a nitrátokat ammónium-nitrátokká alakítsa. A Journal of Energy and Environmental Science-ben közzétett tanulmány szerint azok a természetes mechanizmusok jelentették az inspirációt, amelyekkel a levelek vízből és szén-dioxidból állítanak elő cukrot és oxigént. A napelembe egy vékony nano-struktúrájú, réz- és kobalt-hidroxidból készült réteget építettek be, hogy katalizátorként működjön. A fotokatalitikus reakció (PEC) során a mesterséges levél hatékonyan termelt ammóniumionokat, amelyek feltétlenül szükségesek a műtrágya gyártásához.

A szennyvíz, amelyet a mesterséges levélbe táplálnak, nem közvetlenül a városi szennyvízből származik, hanem előkezelt: az organikus anyagokat és egyéb részecskéket eltávolítják belőle, mielőtt felhasználnák az új rendszerben. A kutatók remélik, hogy az ammónia kinyerése után a fennmaradó víz felhasználható lesz a növények öntözésére is. Közleményben leszögezték: a megoldás előnyei nagyon messzire mutatnak, hiszen a nyilvánvaló fenntarthatósági szempontokon túl arra is alkalmas, hogy decentralizálja a műtrágyagyártást és csökkentse a szállítással kapcsolatos emissziót.

Gábor János, NEW technology