Lacnejšie hnojivá

Ilustračné foto Pixabay

Ako kľúčová súčasť hnojív je amoniak jednou z najdôležitejších chemikálií na svete. Viac ako storočie sa amoniak priemyselne syntetizuje pomocou Haberovho-Boschovho (H-B) procesu. Táto forma priamej katalyzovanej syntézy si však vyžaduje vysoké teploty a tlaky, čo je náročné predovšetkým na spotrebu. Vedci z Tokijskej univerzity pod vedením profesora Yoshiakiho Nishibayashiho navrhli syntézu SWAP (Samarium-Water Ammonia Production). Ide o oveľa čistejšiu, ľahšiu a lacnejšiu metódu ako súčasná klasika. Na výrobu amoniaku takto stačí ľahko dostupné laboratórne vybavenie, recyklovateľné chemikálie a minimum energie. Proces SWAP vytvára v porovnaní s H-B procesom čpavok 300- až 500-násobnou rýchlosťou a pri 90 % účinnosti, objasnil profesor Nishibayashi. Spolu s kolegami pripravili katalyzátor, ktorý podobne ako nitrogenáza obsahuje molybdén. Pri syntéze amoniaku pri izbovej teplote, keď molekulu dusíka fixovala nie samotná molekula vodíka, ale katión H+ v roztoku, dosiahli výskumníci vysokú rýchlosť reakcie, navyše už v prvej obrátke reakcie docielili účinnosť premeny 90 %. Na porovnanie, H-B spôsob dosahuje len asi 10 %, preto je potrebné vykonať niekoľko cyklov. V redoxnej reakcii sa uplatňuje ako zdroj elektrónov jodid samarnatý SmI2. Samárium ako lantanoid je pomerne drahé, no podľa autorov novej metódy by sa malo potom elektrochemicky premeniť zase na pôvodnú formu a recyklovať pre ďalšie kolo reakcie. Výnimočná na navrhnutom postupe má byť predovšetkým kombinácia vodíkových katiónov so špeciálnym molybdénom ako katalyzátorom. Novonavrhnutá metóda má byť uskutočniteľná v bežnom laboratóriu a ani priemyselná výroba by nemala vyžadovať priveľmi náročné investície do prevádzkových systémov. Hnojivá by teda mohli vyrábať aj menšie firmy, dokonca lokálne aj samotní poľnohospodári.

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 09/2019.

Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.

Komentáre