دستگاه قابل حمل جدید استنفورد در عرض ۲ ساعت غذای اصلی گیاهان را از هوا تولید می‌کند
دستگاهی جدید ساخته شده است که می‌تواند یک ماده کلیدی کود، شناخته شده به نام آمونیاک، را مستقیماً از هوا با استفاده از انرژی باد تولید کند.
محققان دانشگاه استنفورد و دانشگاه شاه فهد صنعت نفت و معادن در عربستان سعودی قابلیت‌های دستگاه جدید خود را به نمایش گذاشته‌اند.
جالب است که این دستگاه انرژی باد را برای جذب هوا از طریق یک شبکه استفاده می‌کند تا تولید آمونیاک را آسان نماید.
این روش جدید تولید آمونیاک ممکن است جایگزین روش صدساله و انرژی‌بر قبلی شود. آمونیاک با استفاده از نیتروژن و هیدروژن تحت فشار و دمای بالا تولید می‌شود.
این روش جدید پایدارتر است، زیرا انرژی کمتری مصرف می‌کند و تولید کربن کمتری دارد.
«این پیشرفت به ما اجازه می‌دهد که نیتروژن درون هوا را به دست آوریم و آمونیاک را به صورت پایدار تولید کنیم. این قدم مهمی به سمت یک روش کشاورزی غیرمتمرکز و دوست‌دار محیط زیست است،» ریچارد زاره، نویسنده ارشد مطالعه گفت.
تولید آمونیاک با استفاده از دستگاه
محققان مطالعه‌ای جامع برای بهینه‌سازی طراحی دستگاه انجام دادند.
آن‌ها به بررسی تأثیر عوامل محیطی مختلف، ویژگی‌های قطرات آب، و ترکیب کاتالیزورها در تولید آمونیاک پرداختند. این تحقیق به منظور شناسایی شرایط ایده‌آل برای سنتز آمونیاک کارآمد و موثر انجام شد.
فرآیند جدید نیتروژن را از هوا و هیدروژن را از بخار آب به‌دست آورده و آمونیاک می‌سازد.
دستگاه با کاتالیزورهایی برای واکنش پوشیده شده است.
با عبور دادن هوا از طریق یک شبکه پوشیده از کاتالیزورها، کارشناسان قادر به استخراج نیتروژن و هیدروژن از اتمسفر و تبدیل آنان به آمونیاک بودند. این فرآیند تمیز، کارآمد و بدون نیاز به ورودی انرژی بالا است.
در دمای اتاق و فشار اتمسفری آمونیاک به‌طور کارآمد از هوا تولید می‌کند. محققان اظهار داشتند که آمونیاک تولید شده به قدری متمرکز بود که برای کودهای هیدروپونیک کافی است.
این روش نوآورانه به کشاورزان امکان می‌دهد که کود خود را در محل تولید کنند.
«این روش به طور قابل توجهی رد پای کربنی تولید آمونیاک را کاهش می‌دهد،» ژیائوی سانگ، نویسنده ارشد مطالعه و دانشمند تحقیقاتی شیمی در استنفورد گفت.
تولید تنها در دو ساعت
محققان فرآیند را با بازیافت آب و استفاده از فیلترهای سنگی میکروپور بهبود بخشیدند.
این سیستم پیشرفته می‌تواند در عرض تنها دو ساعت آمونیاک کافی برای کوددهی گیاهان در گلخانه‌ها تولید کند و همچنین قابلیت حمایت از کاربردهای گسترده‌تر کشاورزی را دارد.
دستگاه هنوز در مرحله توسعه است و انتظار می‌رود در ۲ تا ۳ سال آینده به صورت تجاری درآید. تا آن زمان، محققان قصد دارند فناوری را با استفاده از سیستم‌های شبکه‌ای بزرگتر گسترش دهند تا تولید آمونیاک را افزایش دهند.
فراتر از استفاده‌های آن در کودها، آمونیاک به عنوان حامل انرژی پاک جدید مطرح می‌شود.
به دلیل چگالی انرژی بالاترش، می‌تواند انرژی تجدیدپذیر را به طور مؤثرتر از هیدروژن ذخیره و منتقل کند. این امر آن را به گزینه‌ای محتمل برای تحول در کاهش کربن صنعت‌هایی مانند حمل و نقل و تولید برق تبدیل می‌کند.
«آمونیاک سبز نماینده مرزی جدید در پایداری است،» زاره در بیانیه مطبوعاتی گفت.
«این روش، اگر به‌صورت اقتصادی قابل گسترش باشد، می‌تواند به طرز چشمگیری وابستگی ما به سوخت‌های فسیلی را در بخش‌های مختلف کاهش دهد،» نویسنده افزود.
محققان چشم‌انداز یکپارچه‌سازی دستگاه را در سیستم‌های آبیاری دارند. این امر به کشاورزان این امکان را می‌دهد که کود خود را مستقیماً از هوا تولید کنند و نیاز به منابع سنتی کود را از بین ببرند.
یافته‌ها ابتدا در مجله Science Advances منتشر شدند.
