Metóda s nulovou spotrebou energie umožní "variť" čpavok pod zemou
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 29. 1. 2025
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Amoniak (čpavok) má obrovský potenciál ako palivo budúcnosti, ale väčšina súčasných výrobných metód z neho robí špinavý zdroj energie. Nová metóda z Massachusettsskej technickej univerzity (MIT), ktorá by túto zlúčeninu získavala pomocou zemských hornín a prirodzeného tepla, ju však výrazne čistí.
V súčasnosti je amoniak druhou najvyrábanejšou chemikáliou na svete, pričom približne 80 % z neho sa používa ako poľnohospodárske hnojivo. Súčasné metódy výroby amoniaku však spotrebujú približne 2 % svetovej energie z fosílnych palív a uvoľňujú približne 1 % celosvetových emisií skleníkových plynov spôsobených človekom. Inak povedané, na každú vyrobenú tonu amoniaku sa uvoľní približne 2,4 tony oxidu uhličitého (CO2).
Napriek tomu má táto zlúčenina, ktorá je kombináciou dusíka a vodíka, obrovský potenciál v oblasti energetiky, pretože dokáže uskladniť viac ako 20-krát viac energie na hmotnosť ako súčasné lítiové batérie. Pri správnej technológii sa dá aj čisto spaľovať. Ekologická výroba amoniaku by teda mohla výrazne prispieť k uspokojeniu našich energetických potrieb a k zníženiu emisií uhlíka.
Pokrok na ceste k tomuto cieľu sa v poslednom čase zrýchľuje. Výskumníci z MIT teraz rozšírili potenciál čistého amoniaku tým, že vypracovali štúdiu, v ktorej demonštrujú, ako vyrábať túto chemikáliu bez použitia vonkajšej energie a s nulovými emisiami CO2.
Hlavný autor štúdie Iwnetim Abate hovorí, že nápad pochádza zo studne v Mali v západnej Afrike. Po prvýkrát bol tento nezvyčajný vrt spozorovaný v 80. rokoch minulého storočia a zistilo sa, že je plný prúdov plynného vodíka. Zistilo sa, že plyn pochádza z reakcie hlboko pod zemským povrchom medzi chemickými látkami v hornine a vodou.
„Bol to moment uvedomenia,“ hovorí Abate. „Možno budeme schopní využiť Zem ako továreň, využiť jej teplo a tlak na výrobu cenných chemikálií, ako je amoniak, čistejším spôsobom.“
Aby to Abate a jeho tím zistili, vytvorili modelový systém, ktorý im umožnil vstrekovať vodu so zvýšeným obsahom dusíka do syntetických minerálov bohatých na železo, ktoré napodobňujú minerály nachádzajúce sa pod zemským povrchom. Tento proces priniesol amoniak bez toho, aby sa pri ňom produkoval CO2 alebo aby bola potrebná vonkajšia energia na podporu chemického procesu.
Vedci potom nahradili syntetické železo olivínom, horninou bohatou na železo, ktorá sa nachádza v prírode. V tomto prípade pridali aj medený katalyzátor a systém zahriali na 300 °C, aby napodobnili teploty, ktoré sa nachádzajú kilometre pod zemským povrchom. Zistili, že dusík vo vode reagoval so železom a vytvoril čistý vodík, ktorý zasa reagoval s dusíkom a vytvoril amoniak. Tento proces priniesol 1,8 kg amoniaku na tonu olivínu.
„Tieto horniny sa nachádzajú po celom svete, takže metóda by sa mohla veľmi široko prispôsobiť po celom svete,“ povedal Abate a zároveň dodal, že “je tu celá ďalšia úroveň zložitosti, ktorú budeme musieť spracovať.“
Táto zložitosť pozostáva z problémov, ktoré môžu vzniknúť pri vŕtaní hlboko do zeme, vstrekovaní vody posilnenej dusíkom a riešení spôsobov interakcie vzniknutých kvapalín a plynov s horninovým podložím.
Abate však naďalej dúfa, že jeho tím by mohol vďaka overeniu koncepcie otvoriť ďalšiu cestu k výrobe ekologického amoniaku, a dúfa, že do roka alebo dvoch sa mu podarí otestovať systém v reálnom svete. Dokonca tvrdí, že systém by mohol na svoju činnosť využívať dusík, ktorý sa nachádza v odpadových vodách.
Výskumná skupina pritom požiadala o patent na svoj objav. Štúdia bola nedávno uverejnená v magazíne Joule.
