Eкип от учени от Университета на Уисконсин – Медисън се опитва да трансформира света от въглеродна икономика към азотна икономика. В един изключително иновативен подход, подкрепен от Министерството на енергетиката на Съединените щати, изследователите са идентифицирали начин за превръщане на амоняка в азотен газ в реакция, която създава енергия, като същевременно не изисква влагане на енергия.
Това откритие е част от зараждаща се технология, която е далеч от комерсиалната жизнеспособност, но която носи голямо обещание за свят, който яростно се опитва да се декарбонизира.
Констатациите бяха публикувани наскоро в научното списание Nature Chemistry в статия със закачливото заглавие „Спонтанното образуване на N2 от дирутениев комплекс позволява електрокаталитично и аеробно окисление на амоняк.
„Спонтанността“ на тяхното откритие е изключително важна. Изследователите открили, че „добавянето на амоняк към метален катализатор, съдържащ платиноподобния елемент рутений, спонтанно произвежда азот, което означава, че не е необходима допълнителна енергия“, според доклад на SciTechDaily. Начинът, по който тези учени произвеждат азот, е „напълно безпрецедентен“ и бележи изключително вълнуващо откритие в областта на иновациите в енергийния сектор.
Докато амонякът е бил използван като източник на гориво през по-голямата част от този век, неговото изгаряне създава газообразен азотен оксид, който е силно токсичен. Учените преследват идеята за амоняка като чист енергиен източник, тъй като е в изобилие, лесен за съхранение, гори подобно на пропана и не отделя парникови газове.
Освен това е ефективен: горивната клетка с амоняк има 10 пъти по-голяма енергийна плътност от литиево-йонна батерия. В частност корабната индустрия се надява, че амонякът може да бъде отговорът за почистването на сектора – един от най-мръсните в света.
Учените търсят амоняка като чист източник на енергия от известно време, но има редица предизвикателства за намирането на начин неговата употреба в енергетиката да стане жизнеспособен. В научна статия от 2019 г. на тема „Наука и технология за изгаряне на амоняк“ екип от учени изброи тези безброй препятствия и обобщи, че „преодоляването на тези предизвикателства изисква по-нататъшни изследвания на динамиката и химията на пламъка на амоняк“.
Сега, две години по-късно, изследователите направиха сериозен пробив.
Методът, открит от изследователския екип в Университета на Уисконсин, може да се използва за създаване на чиста енергия, като ще освобождава само протони и азотен газ като странични продукти, нито един от които не представлява заплаха за атмосферата.
Нещо повече, металът, използван в процеса, може да бъде рециклиран и използван повторно, което прави процеса ефективен, екологичен и с ниско ниво на отпадъци. Ако успеем да разширим тази технология за широко разпространено използване в бъдеще, това може да бъде изключително обещаващ напредък в борбата срещу изменението на климата и глобален тласък за декарбонизация на икономики, работещи предимно с въглища и петрол.
Световната икономика в момента работи на базата на въглеродни горива“, казва Кристиан Уолън, един от авторите на статият на Nature Chemistry. „Това не е страхотна икономика, защото изгаряме въглеводороди, които отделят въглероден диоксид в атмосферата. Нямаме начин да затворим цикъла за истински въглероден цикъл, където бихме могли да трансформираме въглеродния диоксид обратно в полезно гориво.“
Азотната икономика може да бъде отговорът за по-чист, по-зелен и по-годен за живот свят в бъдеще. Нововъзникващите технологии и нестандартното мислене са изключително важна част от борбата за декарбонизация. Докато доказаните технологии трябва да бъдат приоритетни в прехода към чиста енергия, тъй като няма абсолютно никакво време за губене, хората ще трябва да проявят креативност, за да посрещнат огромния мащаб на предизвикателството пред нас, и да го направят навреме, за избягване на най-лошите последици от изменението на климата.