_ Inginerii „symphonize” curățător amoniac producție

Dintre numeroasele substanțe chimice pe care le folosim în fiecare zi, amoniacul este unul dintre cele mai rele pentru atmosferă. Substanța chimică pe bază de azot folosită în îngrășăminte, coloranți, explozivi și multe alte produse ocupă locul al doilea după ciment în ceea ce privește emisiile de carbon, datorită temperaturilor ridicate și energiei necesare pentru fabricarea acestuia.

Dar prin îmbunătățirea acestuia. o binecunoscută reacție electrochimică și orchestrând o „simfonie” de atomi de litiu, azot și hidrogen, inginerii de la Universitatea Illinois din Chicago, conduși de Meenesh Singh, au dezvoltat un nou proces de producție a amoniacului care îndeplinește mai multe obiective ecologice.

Procesul, numit sinteza amoniacului mediată de litiu, combină gazul de azot și un fluid donator de hidrogen, cum ar fi etanolul, cu un electrod de litiu încărcat. În loc să spargă moleculele de azot gazos cu temperatură și presiune ridicată, atomii de azot se lipesc de litiu, apoi se combină cu hidrogen pentru a forma molecula de amoniac.

Reacția funcționează la temperaturi scăzute și este, de asemenea, regenerativă, restabilind. materialele originale cu fiecare ciclu de producere a amoniacului.

"Există două bucle care se întâmplă. Una este regenerarea sursei de hidrogen și a doua este regenerarea litiului", a spus Singh, profesor asociat de inginerie chimică. la UIC. „Există o simfonie în această reacție, din cauza procesului ciclic. Ceea ce am făcut a fost să înțelegem mai bine această simfonie și să încercăm să o modulăm într-un mod foarte eficient, astfel încât să putem crea o rezonanță și să o facem să se miște mai repede. „

Procedeul, descris într-o lucrare publicată și prezentată pe coperta ACS Applied Materials & Interfaces, este cea mai recentă inovație de la laboratorul lui Singh în căutarea unui amoniac mai curat. Anterior, grupul său a dezvoltat metode de sinteză a substanței chimice folosind lumina soarelui și ape uzate și a creat un ecran de plasă de cupru electrificată care reduce cantitatea de energie necesară pentru a produce amoniac.

Cel mai recent avans al lor se bazează pe o reacție care este aproape nou. Oamenii de știință știu despre asta de aproape un secol.

„Abordarea pe bază de litiu poate fi găsită în orice manual de chimie organică. Este foarte cunoscută”, a spus Singh. „Dar contribuția noastră a fost realizarea acestui ciclu în mod eficient și selectiv suficient pentru a îndeplini obiectivele fezabile din punct de vedere economic.”

Aceste obiective includ eficiență energetică ridicată și costuri reduse. Dacă ar fi extins, procesul ar produce amoniac la aproximativ 450 USD pe tonă, ceea ce este cu 60% mai ieftin decât abordările anterioare pe bază de litiu și alte metode ecologice propuse, potrivit Singh.

Dar selectivitatea este de asemenea importantă, deoarece multe încercări de a face producția de amoniac mai curată au ajuns să creeze cantități mari de hidrogen gazos nedorit.

Rezultatele grupului Singh sunt printre primele care ating niveluri de selectivitate și de utilizare a energiei care ar putea îndeplini standardele Departamentului de Energie pentru producția la scară industrială de amoniac. Singh a mai spus că procesul, care poate fi realizat într-un reactor modular, poate fi făcut și mai ecologic prin alimentarea cu energie electrică din panouri solare sau din alte surse regenerabile și alimentarea reacției cu aer și apă.

Procesul. de asemenea, ar putea ajuta la îndeplinirea unui alt obiectiv energetic - utilizarea hidrogenului ca combustibil. Atingerea acestui obiectiv a fost împiedicată de dificultățile de transport a lichidului foarte combustibil.

„Vrei ca hidrogenul să fie generat, transportat și livrat la stațiile de pompare a hidrogenului, unde hidrogenul poate fi alimentat mașinilor. Dar este foarte periculos”, a spus Singh. „Amoniacul ar putea funcționa ca purtător de hidrogen. Este foarte ieftin și sigur de transportat, iar la destinație poți transforma amoniacul înapoi în hidrogen”.

În prezent, oamenii de știință colaborează cu General Ammonia Co. pentru a pilota și a extinde procesul de sinteză a amoniacului mediat de litiu la o fabrică din zona Chicago. Biroul de Management Tehnologic al UIC a depus un brevet pentru acest proces.

(Fluierul)