Добыча аммиака из разреженного воздуха - для топлива будущего
Аммиак безусловно входит в число жизненно важных веществ. Его промышленное производство началось в начале XX века, и это вещество сыграло ключевую роль во второй мировой войне и способствовало получению двух Нобелевских премий. Оно привело к глобальной революции в сельском хозяйстве- сегодня культуры, выращиваемые с использованием удобрений на основе аммиака, кормят не менее 48% населения планеты. А может ли аммиак использоваться для экологически чистого топлива будущего?
При горении аммиака (NH3) выделяется водяной пар и азот - их атомы составляют 78% атмосферы Земли. Итальянский производитель шин Marangoni сконструировал гибридный автомобиль с бензином из аммиака Toyota GT the Marangoni 86-R Eco-Explorer. Автомобиль может проехать 178 километров всего на одном баке аммиака. Так возможно ли экологически чистое производство самого аммиака?
Большее количество этого вещества получают путём нагревания природного газа или угля (в качестве источника водорода), а затем заставляют его реагировать с атмосферным азотом. Это весьма энергоёмкий процесс.
Инженер Джон Холбрук (John Holbrook) разработал новую технологию. Вместо нагревания топлива, его метод, названный синтезом твёрдого аммиака, заключается в том, что водород выделяется из водяного пара через заряженную мембрану, и затем вступает в реакцию с азотом.
Холбрук стал одним из основателей компании NHThree, которая занимается внедрением данной технологии в промышленность. Прототип в настоящее время тестируется в Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (Ричленд, штат Вашингтон). Если всё пройдёт успешно, то окончательное утверждение будет сделано на опытной установке в городе Джуно (Аляска), где будут использованы огромные ресурсы энергии ветра, работающей на изолированных микросетях. Это обеспечит отдалённые населённые пункты постоянным потоком энергии благодаря «свитым» возобновляемым источникам. Резервуар энергии ветра будет использоваться для производства аммиака, так как вещество легко хранить и, если ветер слабый, аммиак будет отправлен на сжигание позже.
"Это позволит нам дать островам Аляски (точнее, 150 из них) определённую степень энергетической независимости, говорит Билл Лейти (Bill Leighty), стоящий во главе проекта в Джуно, из некоммерческого фонда по защите окружающей среды. – На Аляске нет единой энергосистемы, во многих местах отсутствует дорожная сеть, так что, возможно, нам придётся заниматься не только электричеством».
Другие группы уже показали, что возможно получить чистый аммиак из воздуха. Используя технологию, отличную от той, что разработал Холбрук, Майк Риз (Mike Reese) и исследователи из Университета Миннесоты в этом году начали использовать электричество из ветряной турбины мощностью в 1,35 мегаватт, чтобы получить аммиак. Группа надеется производить 25 тонн аммиака к концу года, и продавать его в качестве удобрения для местных фермеров.
Технология Холбрука может стать значительным шагом в решении проблемы производства чистой энергии, наряду с ядерными технологиями или такими, как улавливание и хранение CO2, говорит бывший директор по передовым технологиям в BP Стив Уиттриг (Steve Wittrig), который состоит сейчас в некоммерческой организации «Оперативная группа по очищению воздуха» (Clean Air Task Force), находящейся в Бостоне. «Аммиак ещё не конца изучен, но это вещество является одним из немногих, которое является действительно многообещающей альтернативой, над которой стоит поработать».
По материалам New Scientist.
Анастасия Полянская nauka21vek.ru