С помощью грозовых разрядов ученые добывают аммиак из воздуха!⁠⁠

Учёные из Сиднейского университета нашли новый способ производить аммиак — важное химическое вещество, которое используется, в основном, для изготовления удобрений. Удобрения с аммиаком помогают выращивать почти половину всех продуктов питания в мире.

Раньше многие лаборатории получали аммиак в виде раствора (аммоний, NH4+), который сложно и энергозатратно превращать в газ. Новая команда учёных научилась сразу получать аммиак в газообразном состоянии (NH3), что упрощает процесс и снижает затраты энергии.

Сегодня аммиак производят по методу Хабера-Боша, который требует больших затрат энергии, работает при высоком давлении и температуре и использует природный газ. Этот способ сильно загрязняет окружающую среду и требует крупных заводов рядом с месторождениями газа.

Команда из Сиднея хочет изменить эту ситуацию и сделать производство аммиака более экологичным и доступным. Раньше аммиак, добываемый из природных источников, был настолько ценным, что даже становился причиной войн. Изобретение метода Хабера-Боша в XIX веке позволило производить аммиак в промышленных масштабах и стало основой современного сельского хозяйства.

Потребность в аммиаке постоянно растёт, и учёные ищут способы делать его без использования ископаемого топлива. Профессор Пи Джей Каллен и его команда уже шесть лет работают над созданием «зелёного» аммиака — экологичного, недорогого и масштабируемого продукта, который можно производить локально, без больших заводов и долгих перевозок.

Их новый метод основан на использовании электричества для создания искусственной молнии — плазмы, которая возбуждает молекулы воздуха. Затем эти молекулы проходят через специальное устройство — мембранный электролизёр, где превращаются в газообразный аммиак.

Аммиак содержит много водорода, поэтому его можно использовать как источник и носитель водорода для производства энергии. Кроме того, аммиак подходит в качестве безуглеродного топлива, что особенно важно для таких отраслей, как судоходство, которое сейчас сильно загрязняет атмосферу.

Главная особенность нового метода — двухэтапный процесс: сначала плазма возбуждает воздух, а затем электролизёр превращает его в аммиак. Пока команда уже сделала плазменный этап энергоэффективным и масштабируемым, но продолжает улучшать электролизёр, чтобы весь процесс стал ещё более выгодным и экологичным по сравнению с традиционным методом Хабера-Боша.

Таким образом, новая технология обещает сделать производство аммиака более чистым, доступным и гибким, что поможет уменьшить вред для окружающей среды и поддержать устойчивое сельское хозяйство и энергетику в будущем.