L'avenç xinès converteix les aigües residuals contaminades en amoníac per a la producció de fertilitzants
Un equip xinès ha desenvolupat un mètode per convertir el nitrat de les aigües residuals en amoníac. S'utilitza com a ingredient bàsic en els fertilitzants d'urea, aquest nou procés de residus-a-recursos és més barat, -eficient energèticament i una mica-cambiador.
Actualment, l'escorrentia d'aigües residuals agrícoles i industrials sovint conté grans quantitats de nitrat. Això prové de coses com ara fertilitzants usats, residus animals, residus de plantes químiques i tractament d'aigües residuals.
Massa pot ser desastrós per als ecosistemes locals, provocant problemes com les floracions d'algues. Aquests al seu torn condueixen a zones mortes en vies navegables on els nivells d'oxigen baixen, matant organismes aquàtics com els peixos.
També pot provocar la contaminació de les aigües subterrànies i els riscos associats per a la salut de persones i animals. Per contrarestar-ho, la majoria de països tendeixen a tractar les aigües residuals per eliminar els nitrats, però això és car i consumeix-energia.
Però, això podria faltar un truc, ja que el nitrat conté grans quantitats de nitrogen, un component clau del fertilitzant en primer lloc. Per tant, un equip xinès va decidir trobar una manera d'aprofitar aquest enorme recurs potencial.
Els residus-a-avenços en fertilitzants
L'amoníac, per si no ho sabeu, és un dels productes químics industrials més importants del món. S'utilitza per fer coses com fertilitzants, explosius, productes químics, refrigerants i, potencialment, futurs sistemes d'energia d'hidrogen.
Tanmateix, convertir-lo en aquestes substàncies químiques normalment és molt car i consumeix{0}}energia. Normalment, això es fa mitjançant el que s'anomena procés Haber-Bosch, que combina nitrogen pur i hidrogen per fer amoníac.
Aquest procés requereix temperatures i pressions molt elevades, que normalment s'aconsegueixen utilitzant gas natural. Segons alguns informes, a nivell mundial, això consumeix una mica com l'1-2% del consum global d'energia.
Per tant, si podeu fer amoníac a partir de nitrats residuals, podeu reduir la contaminació, reduir l'ús d'energia i reduir la dependència de les matèries primeres importades. Podria, per tant, fer una mena de producció de fertilitzant circular, i això és molt important.
El nucli del descobriment és un nou super catalitzador que ajuda al procés. Aquests, per si no ho sabeu, són materials especials que ajuden a que una reacció química es produeixi de manera més ràpida i eficient.
En aquest cas, l'equip xinès va utilitzar una cosa que s'anomena catalitzador dual-àtom (DAC). Això difereix dels catalitzadors tradicionals que solen utilitzar materials d'un sol àtom o nanopartícules.
Necessita més feina
Per a la conversió de nitrat en amoníac, l'ús de dos àtoms complementaris és clau per a processos de diversos-passos com aquest. Això es deu al fet que l'"equip d'etiquetes" atòmic permet millor les transferències d'electrons, molècules intermèdies, trencament d'enllaços i formació d'enllaços.
Curiosament, l'equip també va utilitzar la intel·ligència artificial (IA) per ajudar a trobar els millors parells d'àtoms per a la feina. Per tant, en lloc d'executar milers d'experiments físics de prova-i-error, la IA els va ajudar a reduir els millors potencials per provar, estalviant moltes hores de temps perdut.
I això realment va donar els seus fruits. Segons l'equip, el catalitzador és gairebé tres vegades més eficient que altres catalitzadors similars. Si és cert, això vol dir que podria produir rendiments d'amoníac, taxes de conversió i menys residus molt més alts.
Tot això es tradueix en més diners, alhora que es tracta d'un contaminant industrial i agrícola molt greu. Un avenç, sens dubte, però és important tenir en compte que encara s'està treballant.
Actualment, l'equip només ha aconseguit mostrar el catalitzador en condicions de laboratori en petits lots. Encara no s'ha demostrat si pot funcionar al "món real", es pot escalar i si el procés pot gestionar diferents contaminants més enllà dels nitrats a les aigües residuals de l'alimentació.
