Vísindamenn frá Stanford University og King Fahd University of Petroleum and Minerals hafa þróað byltingarkennd tæki sem framleiðir ammoníak beint úr lofti með vindorku. Samkvæmt þeim gæti þessi nýja tækni, sem miðar að því að koma í stað Haber-Bosch ferlisins, sem eyðir verulegum hluta af alþjóðlegri orku og stuðlar að losun koltvísýrings, gjörbylt landbúnaðarháttum og heft umhverfisáhrif.
Landbúnaðargeirinn, sem er mjög háður tilbúnum áburði, er stór þátttakandi í gróðurhúsalofttegundum og er um það bil þriðjungur losunar samkvæmt umhverfisáætlun SÞ.
Nýstárlega tækið, þróað undir forystu Richard Zare, Marguerite Blake Wilbur prófessors í náttúrufræði við Stanford, hefur sannað virkni sína utan marka rannsóknarstofunnar. "Þessi bylting gerir okkur kleift að virkja köfnunarefnið í loftinu okkar og framleiða ammoníak á sjálfbæran hátt. Þetta er mikilvægt skref í átt að dreifðri og vistvænni nálgun við landbúnað," útskýrði Zare.
Vélbúnaður tækisins felur í sér að loft er dregið í gegnum möskva sem er húðað með sérhæfðum hvötum sem eru fínstilltir fyrir umhverfisaðstæður eins og raka, vindhraða og samsetningu andrúmsloftsins. Hvatarnir, þar á meðal samsetningar járnoxíðs og sýrufjölliða sem eru ríkar af flúor og brennisteini, auðvelda framleiðslu á ammoníaki við stofuhita og andrúmsloftsþrýsting og útiloka þannig þörfina fyrir utanaðkomandi orkuinntak.
Xiaowei Song, aðalhöfundur rannsóknarinnar og vísindamaður í efnafræði við Stanford, lagði áherslu á umhverfisávinning aðferðarinnar. „Þessi nálgun dregur verulega úr kolefnisfótspori ammoníakframleiðslu,“ sagði Song. Meðan á prófunum stóð sýndi tækið fram á getu sína til að framleiða ammoníak sem nægir til frjóvgunar gróðurhúsa á plöntum innan aðeins tveggja klukkustunda, með því að nota kerfi sem er með örgljúpri steinsíu og vatnsendurvinnslukerfi.
Chanbasha Basheer frá King Fahd háskólanum gaf til kynna að tækið, þó að það lofi góðu, myndi þurfa um það bil tveggja til þriggja ára frekari þróun áður en hægt væri að koma því á markað. Áætlanir um að stækka tæknina fela í sér notkun stærri möskvakerfa til að auka framleiðslugetu ammoníaks.
Fyrir utan aðalnotkun þess í áburðarframleiðslu, getur getu tækisins til að búa til ammoníak - efnasamband með hærri orkuþéttleika en vetni - hugsanlega notkun í endurnýjanlegri orkugeymslu og flutningum. Þetta gæti einkum gagnast greinum eins og siglingum og orkuframleiðslu.
Rannsóknin var birt í Science Advances þann 13. desember og hlaut styrk frá vísindarannsóknarskrifstofu bandaríska flughersins og King Fahd University of Petroleum and Minerals. Rannsakendur sjá fyrir sér samþættingu þessarar tækni í áveitukerfi, sem gerir kleift að búa til áburð á staðnum, sem gæti hagrætt verulega í landbúnaði.
