Jenna Kurtzweil, Çikaqo İllinoys Universiteti tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Davamlı axın reaktor sisteminin şəkilləri (A) və sxematik illüstrasiyası (B). Axın elementinin qaz girişi və çıxışı arasındakı təzyiq fərqi qaz çıxışının üstündə yerləşən 10,5 sm su sütunu (50 ml-ə bərabər) istifadə edilərək idarə edilmişdir. Mənbə: Milli Elmlər Akademiyasının materialları (2025). DOI: 10.1073/pnas.2513960122

Sonuncu dəfə zolaqlı pəncərəni siləndə və ya çini cihazını cilaladıqda, ehtimal ki, ammonyak adlı kimyəvi maddədən istifadə etmisiniz.

Su ilə qarışdırıldıqda ammonium hidroksid kimi də tanınan ammonyak, adi bir məişət təmizləyicisindən daha çox şeydir. Hər il dünyada 170 milyon metrik tondan çox istehsal olunur və bunun böyük hissəsi qarğıdalı, pambıq və soya üçün gübrə kimi istifadə olunur.

UIC tədqiqatçıları fermerlərin öz həyətlərində ammonyak istehsal etmələri üçün bir sistemi genişləndirirlər. Bərpa olunan elektrik enerjisi və Yer kürəsinin təbii sərvətlərindən istifadə edən bu metod ” Proceedings of the National Academy of Sciences” jurnalında dərc olunub .

UIC Mühəndislik Kollecinin kimya mühəndisliyi professoru, layihə rəhbəri Meenesh Singh bildirib ki, “Dünyada çoxlu insanın qidaya ehtiyacı var. Fermerlərin qidanı daha sürətli yetişdirməsi üçün gübrəyə ehtiyacı var. Ümid edirəm ki, layihəmiz qida qıtlığı ilə üzləşən fermerlərə, insanlara və icmalara tələbat əsasında gübrələrin təmin edilməsinə kömək edə bilər.”

Ammonyak ənənəvi olaraq necə istehsal olunur

Ammonyakın əsas tərkib hissələri atmosferin ən çox uçan hissəsi olan azot və hidrogendir. O, adətən elementləri yüksək temperatur və yüksək təzyiq altında Haber-Bosch prosesi adlanan üsulla bir-birinə vurmaqla istehsal olunur.

Dünyanın artan ammonyak tələbatını ödəmək üçün kifayət qədər əzələli olsa da, Haber-Bosch prosesi enerji tutumludur və qlobal karbon qazı tullantılarının 1-3%-ni təşkil edir.

Davamlı ammonyak istehsalında innovasiyalar

Sinq ammonyakın ətraf mühitə təsirini azaltmaq istəyirdi, bu da hidrogen və azotun yüksək təzyiqli birləşməsindəki istiliyi azaltmaq deməkdir. Əvvəllər o, litiumdan istifadə etməyə çalışmışdı, lakin kifayət qədər metal əldə etmək mümkün deyildi.

Bu dəfə Sinq reaksiyanı daha bol mineral olan kalsiumla soyutmağa çalışdı. Bu mineral azotla birləşərək kalsium nitridi əmələ gətirir. O, kalsium nitridini hidrogen atomları ilə birləşdirərək karbon qazı buraxmadan ammonyak yaratdı.

Haber-Bosch prosesindən fərqli olaraq , bu reaksiya otaq temperaturunda baş verə bilər. Azot və hidrogen qazı yaxşı tədarükdə olarsa, etanol ammonyak istehsalını davam etdirə bilər. Sinqh bildirib ki, onun “müqəddəs məqsədi” hidrogen qazı ilə deyil, su ilə başlamaqdır və bu da öz əlləri ilə ammonyak istehsalını daha da asanlaşdırır.

Yeni texnologiyanın miqyasının genişləndirilməsi

Fiziki olaraq, bu, gündə təxminən 1 qram ammonyak istehsal edən, 1 kvadrat santimetrlik laboratoriya miqyaslı reaktora bənzəyir – təxminən bir jelebean çəkisi. Sinqh dedi ki, bu, konsepsiyanın sübutudur və hələlik kommersiya miqyaslı bir əməliyyat olmamalıdır.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və gündəlik və ya həftəlik olaraq vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında yeniliklər əldə edin .

“Bu üsul kiçik miqyaslı cihazlarda paylanmış ammonyak istehsalına imkan verə bilər və bununla da böyük, mərkəzləşdirilmiş zavodlardan asılılığı azalda bilər.”

Sinqin sözlərinə görə, bu model təvazökar olsa da, indiyə qədər sahədə ən geniş miqyaslı versiyanı təmsil edir. Və xidmət üçün nəzərdə tutulan məhsullar kimi, o da böyüyəcək. Əvvəlcə 100 kvadrat santimetrə, sonda isə bir kvadrat metrə qədər. Hazırda Sinqin komandası General Ammonia, Co. ilə əməkdaşlıq edərək reaktoru gündə 11 funt ammonyak istehsal etmək üçün genişləndirir.

Sinqh dedi: “İrəli atılan hər addım daha geniş sənaye istifadəsinə doğru bir addımdır. Biz hər şeyi addım-addım atırıq.”

Əlavə UIC həmmüəllifləri arasında İşita Qoyal, Hasiya Nəcmin İsa, Vamsi Vikram Qande və Rohit Çauhan var.

Alimlər Çikaqo ərazisində kalsium vasitəçiliyi ilə ammonyak sintezi prosesini pilot layihə kimi həyata keçirmək və genişləndirmək üçün General Ammonia Co. ilə tərəfdaşlıq edirlər. UIC-in Texnologiya İdarəetmə Ofisi bu proses üçün patent ərizəsi təqdim edib.

Nəşr detalları

İşita Goyal və digərləri, Səmərəli, uzunmüddətli elektrokimyəvi ammonyak sintezi üçün kalsium nitridinin stabilləşdirilməsi, Milli Elmlər Akademiyasının materialları (2025). DOI: 10.1073/pnas.2513960122

Jurnal məlumatları: Milli Elmlər Akademiyasının materialları 

Çikaqo İllinoys Universiteti tərəfindən təmin edilir