Zelená revoluce v hnojivech: Nová metoda výroby amoniaku snižuje emise a čistí vodu

Amoniak je klíčovou složkou hnojiv a jeho poptávka se do roku 2050 pravděpodobně zčtyřnásobí kvůli rostoucí světové populaci. Současná standardní metoda výroby, Haber-Boschův proces, je však energeticky velmi náročná a významně přispívá ke globálním emisím skleníkových plynů.

Amoniak je klíčovou složkou hnojiv a jeho poptávka se do roku 2050 pravděpodobně zčtyřnásobí kvůli rostoucí světové populaci. Současná standardní metoda výroby, Haber-Boschův proces, je však energeticky velmi náročná a významně přispívá ke globálním emisím skleníkových plynů. Je zodpovědná za téměř 2 % celosvětových emisí oxidu uhličitého a spotřebovává 2 % fosilní energie, neboť vyžaduje teploty 400–500 stupňů Celsia.

Vědci z McMaster University nyní vyvinuli novou metodu, která je ekologičtější, rychlejší a efektivněji vyrábí amoniak z dusičnanů, běžné znečišťující látky ve vodě. Tento „čistší“ proces využívá obnovitelnou elektřinu namísto fosilních paliv, což představuje zásadní posun směrem k udržitelnější produkci.

Tým se zaměřil na výkon čtyř verzí katalyzátoru na bázi železa, z nichž každá měla jinou přísadu. Vítězná receptura umožnila dusičnanům snadněji se dostat ke katalyzátoru a efektivněji se přeměnit na amoniak. Výzkumníci původně ladili elektronické aspekty konverzního procesu, ale zjistili, že klíčovou roli hrají i povrchové vlastnosti katalyzátorů. Museli najít materiál, který dodává více elektronů a zároveň více vody k jejich katalyzátoru. K pochopení chování katalyzátorů jim pomohla technika rentgenové absorpční spektroskopie, kterou využili v Canadian Light Source (CLS) na University of Saskatchewan.

Dalším krokem je testování těchto poznatků v reálných průmyslových podmínkách. To by mělo poskytnout základ pro zahájení udržitelné výroby amoniaku pomocí elektrochemických technologií, což by mohlo zásadně změnit jedno z nejšpinavějších průmyslových odvětví a přispět k řešení globální poptávky po hnojivech s výrazně nižší ekologickou zátěží.