Amonyak Üretmek için Çok Daha Küçük Karbon Ayak İzine Sahip Yeni Bir Süreç Belirlendi

Fotoğraf: Havadan sürekli N2 yakalaması ve elektrokatalitik elekler kullanılarak yüksek seçicilikte NH3’e dönüştürülmesi

Amonyak, dünyada en yaygın üretilen ikinci kimyasaldır ve çoğu gübrenin önemli bir bileşenidir. Ancak, amonyak üretimi için uygulanan mevcut endüstriyel işlemler, her yıl güçlü bir sera gazı olan milyonlarca ton karbondioksit üretmektedir.

Illinois Üniversitesi Chicago Mühendislik Koleji’nde kimya mühendisliği profesör yardımcısı olan Meenesh Singh liderliğindeki araştırmacılar, potansiyel olarak çok daha düşük karbon ayak izine sahip yeni bir süreci amonyak üretimi için tanımlıyorlar. Bulgularını ‘ACS Catalysis’ dergisinde rapor olarak sunmaktalar.

Nitrojen gazı, amonyak yapmak için kullanılan bileşenlerden biridir. Ancak nitrojen gazındaki nitrojen bağlarının kararlılığından dolayı onları kırmak için çok fazla enerji gerekir; böylece nitrojen, amonyak üretmek için hidrojene bağlanabilir.

Singh, “Nitrojenden amonyak yapmak için kullanılan mevcut yöntemlerin enerji yoğunluğu yüksektir ve fazla miktarda ısı üretmek için fosil yakıtların yakılmasını gerektirmektedir. Bu durum sonucunda yan ürün olarak çok fazla sera gazı üretilmektedir.” diyerek belirtmiştir.

Singh ve çalışma arkadaşları, amonyak üretmek için nitrojeni hidrojene bağlamaya yardımcı olan bir katalizör olarak bakırla kaplanmış bir ağ elek kullanımına dayanan yeni bir yöntem geliştirdiler. Ağ eleğin elektrifikasyonu reaksiyonları yönlendirmeye yardımcı olur. Saf nitrojen gazı ağa itilir ve ardından hidrojeni sağlayan suyla etkileşime girer. Singh’in süreci geleneksel süreçle karşılaştırıldığında benzer miktarlarda enerji kullanıyor olsa da, geleneksel yöntemlere göre çok daha az fosil yakıt gereksinimi duyar. Bunun sebebi sadece ağı elektriklendirmek için yeterli olarak kullanılmasından kaynaklanır.

Singh çalışmalarını şu sözler ile dile getirmektedir; “Elektrik, güneş veya rüzgar enerjisinden gelebilir ve bu da sera gazı emisyonlarının azaltılmasında gerçekten büyük bir fark yaratacaktır.’’

Şu anda Singh’in süreci %20 amonyak ve %80 hidrojen gazı üretiyor. Singh, “Amonyak üretimini artırmayı umuyoruz, ancak şimdiye kadarki ilk çabalarımız oldukça umut verici ve karbon emisyonlarındaki tasarruf, büyük miktarlarda amonyak üretmek için sürecimizi büyüttüğümüz durumlarda da önemini koruyacaktır.” dedi.

Yeni işlem için geçici bir patent, UIC Teknoloji Yönetimi Ofisi tarafından kayda geçmiştir.

Singh’in grubu şimdi, özgün yöntemleri için amonyak üretiminde nitrojen kaynağı olarak saflaştırılmış nitrojen gazı yerine havayı kullanmayı düşünüyor. Singh, “Hava kullanmak, sera gazları söz konusu olduğunda daha da fazla tasarruf sağlayacaktır, çünkü saflaştırılması ve şişelenmesi gereken nitrojen gazı yerine hazır havayı kullanıyoruz.” diyerek belirtiyor.

Kaynak: phys.org