Araştırmacılar Amonyak Üretimi için Yenilenebilir Enerji Yaklaşımı Geliştiriyorlar
Notre Dame Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, dünyanın gıda üretim ihtiyaçlarını destekleyen gübrelerin önemli bir bileşeni olan amonyak sentezi için yenilenebilir bir enerji yaklaşımı geliştiriyorlar. 1900’lerin başında amonyak üretmek için geliştirilen Haber-Bosch prosesi yenilenemeyen fosil yakıtlara dayanıyor ve sadece büyük, merkezi kimyasal tesisler için sınırlı uygulamalara sahip.
Nature Catalysis’te yayınlanan yeni proses, Haber-Bosch’la mümkün olandan çok daha ılımlı koşullarda amonyak üretmek için soy olmayan metal katalizörler ile birlikte bir plazma – iyonize bir gaz- kullanır. Plazmadaki enerji, amonyak yapan iki bileşenden biri olan nitrojen moleküllerini harekete geçirerek, katalizör eşliğinde daha kolay tepki vermelerini sağlar. Reaksiyonun enerjisi yüksek ısı ve yoğun basınç yerine plazmadan geldiği için, işlem küçük ölçekte gerçekleştirilebilir. Bu, yeni prosesi; kesikli yenilenebilir enerji kaynakları ve farklı yerlerde de yapılabilinecek amonyak üretimi için uygun hale getirir.
William Schneider, H. Clifford ve Evelyn A. Brosey Mühendislik Profesörü, ND Energy üyesi ve çalışmanın ortak yazarı “Plazmalar, daha az merkezi olarak uygulama potansiyeline sahip olan ve fosil yakıta bağlı olmayan, amonyak üretmenin yeni bir yolu olarak ele alınmıştır. ” dedi. “Asıl zorluk, plazma ve katalizörün doğru kombinasyonunu bulmaktı. Moleküler modelleri laboratuvardaki sonuçlarla birleştirerek, daha önce hiç düşünülmemiş olan kombinasyonlara odaklanabildik.”
Schneider tarafından yürütülen araştırma ekibi; David Go, havacılık ve makine mühendisliği alanında Rooney Family Associate Mühendislik Profesörü; ve kimya ve biyomoleküler mühendislik doçentlerinden Jason Hicks, nitrojen moleküllerinin plazma tarafından aktive edilmesinden dolayı, metal katalizördeki gerekliliklerin daha az bağlayıcı olduğunu ve işlem boyunca daha ucuz malzemelerin kullanılmasını sağladığını keşfetti. Bu yaklaşım, ısı odaklı Haber-Bosch prosesinde temel sınırlamaları aşarak, Haber-Bosch hızında daha ılımlı şartlarda reaksiyonun gerçekleştirilmesini sağlıyor.
Hicks “Çalışmamızın amacı amonyak yapımında alternatif bir yaklaşım geliştirmekti, ancak araştırma gruplarımız arasındaki bu işbirliğinden elde edilen bilgiler, karbondioksitin daha az zararlı ve daha kullanışlı hale getirilmesi gibi diğer zor kimyasal proseslere uygulanabilir. Plazma-amonyak sentezi üzerinde çalışmaya devam ederken, plazma ve katalizörlerin başka kimyasal dönüşümlere nasıl fayda sağlayacağını da düşüneceğiz.’’ dedi.
Kaynak : sciencedaily.com
