Gübre Kaynağı Olarak Kirlenmiş Su
Doktora adayı Phebe van Langevelde ve Leiden Kimya Enstitüsü’nden Profesör Marc Koper’a göre, nitratı (NO3) kirli yeraltı sularından çıkarmak ve aynı zamanda sürdürülebilir bir şekilde amonyak (NH3)üretmek mümkün olabilir.
Bir Taşla İki Kuş
Bir azot bileşiği olan nitrat (NO3); tarımdan, trafikten ve endüstriden kaynaklanan bir kirleticidir. Çevre teknolojisi uzmanları nitratı, azot (N2) gazına dönüştürmek için bir yöntem araştırmaktadırlar fakat bu biraz zor görünüyor. Azot bileşiği olan amonyak (NH3) kimyada, örneğin gübre üretiminde, önemli bir hammaddedir. Amonyak, azot gazından elde edilir ancak bu işlem yüksek sıcaklık ve basınçta gerçekleştirildiğinden fosil yakıtların kullanımını gerektirmektedir.
Meslektaşlarıyla seçenekleri değerlendiren Phebe van Langevelde’ye göre, her iki problem için tek çözüm bu süreçleri birleştirmek ve nitratı doğrudan amonyağa dönüştürmek olabilir.
Elektrokimya mı Bakteriler mi?
Mevcut yöntem nitratı, azot gazına dönüştürmek için bakterileri kullanır fakat elektrokimya, daha ucuz ve daha sağlam bir alternatif olabilir. Başlangıç malzemesi, iki elektrodun yerleştirildiği ve katalizörle kaplanmış bir sıvı içerisinde çözdürülür. Elektrodlara voltaj uygulandığında, uygulanan katalizöre bağlı olarak elektrodların yüzeyinde kimyasal reaksiyonlar meydana gelir. ‘‘Şimdiye kadar nitratı bu şekilde saf azot gazına dönüştürmek mümkün olmadı. Çok fazla yan ürün oluştu.’’ diyen Van Langevelde, nitratı amonyağa dönüştürmenin çok daha kolay hale geldiğini ve bunun için son birkaç yılda uygun katalizörlerin yeni malzemeler temel alınarak tasarlandığını söyledi.
Sürdürülebilir ve Güvenli
Bu yöntem sadece nitratı kirlenmiş sudan uzaklaştırmanın daha iyi bir yolu değil, aynı zamanda amonyak üretmek için de çevre dostu bir alternatif olabilir. Mevcut ve azot gazına dayalı enerji tüketen işlem, yüzyılı aşkın bir süredir uygulanan olgun bir teknoloji olan Haber- Bosch işlemidir. Değiştirmek zor görünse de nitratın elektrokimyasal yaklaşımı Haber-Bosch yönteminden daha ucuz olabilir. İşlem oda sıcaklığında gerçekleşir ve sürekli bir biçimde üretilebilen elektrikle çalışır. Küçük ölçekli olması sayesinde yerel olarak kolayca uygulanabilir. Dolayısıyla, herhangi bir güvenlik riski içeren, büyük miktarlarda ürünlerin depolanmasını gerektirmez. Örneğin Beyrut’daki patlama gübre yığınlarının depolanmasından kaynaklıydı.
Ek Araştırma
Nitratın amonyağa elektriksel dönüşümü pratikte uygulanmadan önce, ek olarak temel araştırmanın hala gerekli olduğu ve uygun katalizörlerle yan ürünlerin oluşumu üzerine araştırma yapılması gerektiği belirtiliyor ancak şöyle bir soru geliyor akıllara: Hangi atık su akışları uygun olabilir?
Nükleer santrallerden ve endüstriden gelen atık akışları uygun olabilir ancak bu akışlar süreci bozabilecek diğer maddeleri de içerir. Ayrıca, kirlenmiş yeraltı sularındaki nitrat miktarı bu uygulama için çok azdır. Bu yüzden nitratı konsantre etmek için fazladan bir adım daha gereklidir. Hala aşılması gereken bazı engeller olmasına rağmen yaklaşım umut verici. Ayrıca bu çalışma küresel azot döngüsünün restorasyonuna katkıda bulunabilecek nitelikte.
Kaynak: scitechdaily.com
