![]() |
Аммиак очень важен для производства продуктов питания. Но на его производство тратится около 2% всей энергии в мире и из-за него в атмосферу попадает 1,4% углекислого газа. Учёные из Университета Райса придумали новый тип реактора, который может уменьшить выбросы углекислого газа при производстве аммиака и сделать процесс менее вредным для воды. В журнале Nature Catalysis учёные из группы Хаотиана Ванга описали свою разработку. Они придумали, как можно превращать нитраты — вещества, которые загрязняют воду на заводах и фермах, — в аммиак. Аммиак нужен не только для удобрений, но и для создания разных вещей: от чистящих средств до пластика, взрывчатки и даже топлива. Аммиак — одно из самых популярных химических веществ в мире. Каждый год производят более 180 миллионов тонн этого вещества. Аммиак обычно производят с помощью процесса Хабера-Боша. В этом процессе водород реагирует с азотом при высокой температуре и давлении. Для этого нужна большая промышленная установка. Есть ещё один способ производства аммиака — электрохимический синтез. С помощью электричества запускают химические реакции. Фенг-Янг Чен, аспирант из Университета Райса и главный автор исследования, говорит:
Но пока у этой технологии есть проблема: чтобы провести электрохимическое преобразование, нужно много разных химических добавок. В созданном нами реакторе используются перерабатываемые ионы и система из трёх камер, чтобы реакция проходила эффективнее. Одна из главных инноваций заключается в использовании специального материала, который не пропускает электричество. Благодаря ему можно не использовать много дополнительных химических веществ — раньше это было проблемой при попытках сделать процесс производства аммиака более экологичным. А если использовать возобновляемую энергию, то производство аммиака вообще не будет влиять на количество углекислого газа в атмосфере.
Новая реакторная система позволяет преобразовывать нитраты в аммиак с помощью электрохимии. Это избавляет от необходимости денитрификации — процесса, при котором очистные сооружения удаляют нитраты из загрязнённой воды и превращают их в азот для процесса Хабера-Боша. Такой подход не только упрощает процесс, но и обеспечивает эффективное обеззараживание воды.
Он также руководит Исследовательским центром наносистемной инженерии по очистке воды с использованием нанотехнологий (NEWT) и Институтом предпринимательства и исследований водных технологий (WaTER). Альварес говорит, что обычно нитраты из питьевой воды убирают с помощью ионного обмена или мембранной фильтрации с обратным осмосом. Но в результате этого процесса образуются жидкости с очень высокой концентрацией солей — рассолы. И проблема нитратов просто переходит на новый уровень. Профессор Ванг предложил решение, которое поможет избавиться от нитратной токсичности без добавления химикатов. Это очень важно и своевременно, считает Альварес. Это исследование не только про производство аммиака. Конструкция реактора и технико-экономическая оценка могут помочь в других исследованиях экологически чистых химических процессов. А это может изменить подход к решению экологических проблем в промышленности.
13.08.2024 |
Экология
![]() | |
ACS Central Science: Углеводные полимеры помогут очистить воду от загрязнителей | |
Вода, загрязнённая тяжёлыми металлами, может б... |
![]() | |
В СПбГУ нашли наночастицы, снижающие загрязнение огурцов тяжёлыми металлами | |
Фуллерен снижает токсичность меди для рас... |
![]() | |
Environmental Research Letters: Выбросы метана растут быстрее, чем когда-либо | |
Мир не смог замедлить выбросы метана, кот... |
![]() | |
Nature Chemistry: Созданы карбиды молибдена, эффективно преобразующие CO2 | |
Карбиды молибдена — перспективная а... |
![]() | |
ERS: Загрязнение воздуха и нехватка зелени увеличивают риск попасть в больницу | |
Загрязнение воздуха и отсутствие доступа ... |
![]() | |
В Тимирязевке разработали технологию длительного хранения растительного сырья | |
Способ создания растительных продуктов длитель... |
![]() | |
Учёные из России и Грузии нашли неизвестную лавовую реку в Цалкском каньоне | |
Российские и грузинские геологи провели м... |
![]() | |
NatComm: Открыто эффективное и безвредное для среды дезинфицирующее средство | |
В мире широко используется дезинфицирующее сре... |
![]() | |
Iopscience: Благодаря 3d-визуализации можно изучать деградацию нанопластиков | |
Исследователи из Университета Ватерлоо вп... |
![]() | |
Environmental Technology & Innovation: Для лучшей очистки нужно больше биопленки | |
Создание неровной поверхности на пластико... |
![]() | |
СПбГУ: Бамбучник замедляет деградацию почвы на Курильских островах | |
Геологи из Санкт-Петербургского университ... |
![]() | |
NW: Если учесть, откуда берутся дожди, риск глобальной нехватки воды возрастает | |
Одна из главных проблем современности&nbs... |
![]() | |
Nature Communications: Городам глобального Юга не хватает зеленых насаждений | |
Новое исследование показало, что города Г... |
![]() | |
TiA: Важный фермент в синтезе хлорофилла поможет выращивать устойчивые культуры | |
Исследователи изучили, как важный фермент... |
![]() | |
Мышь твою медь. Медь и мышьяк нашли в почве рядом с египетскими пирамидами | |
При строительстве комплекса пирамид в Гиз... |
![]() | |
IndChemMater: Изобретен простой метод переработки пластиковых отходов | |
Исследовательская группа под руководством... |
![]() | |
Ученые УГНТУ предложили способ декарбонизировать спиртовое производство | |
Учёные из Уфимского государственного нефт... |
![]() | |
В ТПУ изучат влияние вулканического пепла на содержание ценных элементов в угле | |
Учёный Томского политехнического университета ... |
![]() | |
Экологи СПбГУ исследуют углеродный след в почвах Ямала | |
Учёные из Санкт-Петербургского государств... |
![]() | |
Казанский ГАУ повышает урожайность пшеницы на 11% | |
Учёные Казанского государственного аграрного у... |
![]() | |
Бактерии способны производить биопластик — альтернативу пластику на основе нефти | |
Учёные ищут альтернативы пластику, который про... |
![]() | |
WRR: Выбросы углекислого газа приведут к росту наводнений в будущем на 50% | |
Исследование Бристольского университета и ... |
![]() | |
JACS: На технологию для преобразования CO₂ в топливо и химикаты вдохновил лотос | |
Исследователь из Университета Центральной... |
![]() | |
Atmospheric Research: Загрязнение воздуха повышает грозовую опасность | |
Загрязнение воздуха приводит к учащению л... |
![]() | |
AGU Advances: расшифрованы таинственные сигналы-предвестники PKP-волн | |
На протяжении десятилетий учёные пытались поня... |
![]() | |
Journal of Applied Ecology: Живая почва издает отчетливые звуки | |
Здоровые почвы издают звуки, которые человечес... |
![]() | |
Новый вид поражающих картофель бактерий обнаружили учёные Тимирязевской академии | |
Авторы исследовали изоляты Pectobacterium punj... |
![]() | |
Science Advances: Железную нитрогеназу будут использовать для фиксации CO₂ | |
Нитрогеназы — важные ферменты на&nb... |
![]() | |
Communications Biology: Генномодифицированные мухи займутся отходами и свалками | |
Команда Университета Маккуори предлагает испол... |
![]() | |
Экологичность роботов-доставщиков делает их привлекательнее для потребителей | |
Исследование Университета штата Вашингтон пока... |