Τα λιπάσματα έχουν μεγάλο αποτύπωμα άνθρακα – Εκτός αν παράγονται στο υπέδαφος

Τα χημικά εργοστάσια που παράγουν αζωτούχα λιπάσματα θα μπορούσαν δυνητικά να αντικατασταθούν από υπόγειες εγκαταστάσεις που εκμεταλλεύονται χημικές αντιδράσεις στο υπέδαφος για να παράγουν αμμωνία, προτείνει νέα μελέτη.

Ερευνητές του MIT παρήγαγαν αμμωνία διοχετεύοντας νερό με διαλυμένο αέριο άζωτο μέσα σε σιδηρούχα πετρώματα χωρίς να απαιτείται πηγή ενέργειας και χωρίς να εκπέμπεται διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα.

Η αμμωνία είναι βασικό συστατικό των λιπασμάτων επειδή προσφέρει άζωτο που συχνά απουσιάζει από τα εδάφη. Θα μπορούσε θεωρητικά να χρησιμοποιηθεί και ως καθαρό καύσιμο αν μπορούσε να παραχθεί με φιλικό στο περιβάλλον τρόπο.

Το πρόβλημα είναι ότι οι σημερινές διαδικασίες παραγωγής αμμωνίας είναι ενεργοβόρες, καθώς καταναλώνουν το 2% της παγκόσμιας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και απελευθερώνουν 2,4 τόνους διοξειδίου του άνθρακα για κάθε τόνο παραγόμενης αμμωνίας.

Η νέα μέθοδος παραγωγής «γεωλογικής αμμωνίας» θα μπορούσε να περιορίσει δραστικά το περιβαλλοντικό αποτύπωμα.

Η ιδέα προέκυψε από ένα ασυνήθιστο γεωλογικό φαινόμενο που παρατηρήθηκε τη δεκαετία του 1980 στο Μάλι της Δυτικής Αφρικής, όταν ο ντόπιοι ανακάλυψαν ένα πηγάδι από το οποίο ανέβλυζε αέριο υδρογόνο. Όπως διαπιστώθηκε, παραγόταν από χημικές αντιδράσεις σε μεγάλο βάθος.

«Ενδεχομένως μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την ίδια τη Γη ως εργοστάσιο, αξιοποιώντας τη θερμότητα και την πίεση για να παραγάγουμε με πιο καθαρό τρόπο πολύτιμα χημικά όπως η αμμωνία» δήλωσε ο Ιβνέτιμ Αμπάτε του MIT, τελευταίος συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Joule.

Σχηματικό διάγραμμα της νέας μεθόδους. Από τη μία άκρη μπαίνει νερό με άζωτο, από την άλλη βγαίνει αμμωνία (Yifan Gao, Iwnetim Abate)

Για να δοκιμάσουν την ιδέα, ο Αμπάτε και οι συνεργάτες του δημιούργησαν στο εργαστήριο ένα σύστημα που μιμείται τις συνθήκες του υπεδάφους και επιτρέπει χημικές αντιδράσεις ανάμεσα σε πετρώματα και στο νερό.

Σε πρώτη φάση, συνθετικά σιδηρούχα πετρώματα εκτέθηκαν σε νερό με διαλυμένο άζωτο, οπότε πυροδοτήθηκε μια αντίδραση που οξειδώνει τα πετρώματα και απελευθερώνει αμμωνία, η οποία αποτελείται από ένα άτομο αζώτου και τρία υδρογόνου (NH₃).

Στη συνέχεια, τα συνθετικά πετρώματα αντικαταστάθηκαν από ολιβίνη, ένα κοινό φυσικό πέτρωμα που περιέχει σίδηρο. Η διαδικασία βελτιστοποιήθηκε με την προσθήκη ενός καταλύτη από χαλκό και αύξηση της θερμοκρασίας στους 300 βαθμούς Κελσίου.

Σε διάστημα 21 ωρών, οι ερευνητές παρήγαγαν 1,8 κιλά αμμωνίας ανά τόνο ολιβίνη, νούμερο που δείχνει ότι η μέθοδος είναι εφικτή και βιώσιμη, σύμφωνα με τους ερευνητές.

«Τέτοια πετρώματα υπάρχουν σε όλο τον κόσμο, οπότε η μέθοδος θα μπορούσε να εφαρμοστεί ευρέως» είπε ο Αμπάτε, αν και παραδέχτηκε ότι οι τεχνικές προκλήσεις είναι σημαντικές.

Το κόστος της γεωλογικής αμμωνίας υπολογίζεται γύρω στα 0,55 δολάρια ανά κιλό, τιμή συγκρίσιμη με τα 0,4-0,8 δολάρια ανά κιλό που κοστίζει σήμερα η αμμωνία.

Εκτός του ότι μπορεί να περιορίσει το αποτύπωμα άνθρακα των λιπασμάτων, λένε οι ερευνητές, η νέα μέθοδος θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει ως πρώτη ύλη και το άζωτο από τα αστικά και αγροτικά λύματα, το οποίο θεωρείται σημαντική πηγή περιβαλλοντικής ρύπανσης.

in.gr