Ny katalysator kan gøre ammoniak-fremstilling miljøvenlig

Ammoniak fremstilles i dag ved varianter af den energikrævende, 100 år gamle Haber-Bosch-proces, som foregår ved høje tryk og høje temperaturer.

Jonas Peters fra California Institute of Technology beskriver sammen med to kolleger i en artikel i det prestigefulde tidsskrift Nature en proces, der kan foregå under mere miljøvenlige betingelser, som svarer til, hvad der findes i naturen.

Det får Nature til for en sjælden gang skyld at fremhæve et nyt forskningsresultat i en leder. Den anfører, at dette kan føre til helt nyt kapitel i fortællingen om ammoniakproduktion.

Trippelbindingen mellem de to atomer i dinitrogen er vanskelig at bryde, og derfor er det vanskeligt at omdanne N2 og H2 til ammoniak (NH3), som indgår i kunstgødning. Fritz Haber udviklede i begyndelsen af 1900-tallet grundlaget for en proces, som Carl Bosch få år efter i 1913 gjorde industriel anvendelig.

Milliarder af mennesker ville ikke overleve i dag uden produktionen af kunstgødning, som er forbundet med Haber-Bosch-processen.

Jern er essentielt

For at optimere processen er det vigtigt at forstå, hvilke katalytiske processer der er effektive.

Molybdæn er et af stofferne, der har været fokus på gennem mange år. I praksis benyttes ofte jern-molybdæn-forbindelser, men det formodes nu, at jern er det eneste essentielle metal for katalysen.

Jonas Peters beskriver nu en jernforbindelse uden molybdæn, hvor det er lykkedes at omdanne N2 ved et tryk på en atmosfære til NH3 ved tilførsel af protoner og elektroner.

Processen er foregået ved en temperatur på -78 grader celsius. Mere end 40 procent af de protoner, der tilføres, indgår i processen til fremstilling af ammoniak.

Nature skriver, at der stadig er en lang vej til mere miljøvenlig produktion af ammoniak, men tidsskriftet bemærker, at nu er der i det mindste en platform for det videre arbejde.

Forskerne anfører ligeledes i deres artikel flere forhold, der kræver yderligere studier, før katalysatoren kan bruges industrielt.

Forskningsdirektør Claus Hviid Christensen fra Dong Energy har mangeårig erfaring med katalyse fra sine tidligere ansættelser som direktør i Haldor Topsøe A/S og som professor på DTU.

Han beskriver forskningsresultatet som meget elegant kemi, som bringer os nærmere på at forstå og kopiere naturens nitrogen-fiksering.

»Det får dog næppe betydning for den industrielle praksis, der på mange måder i forvejen er naturen overlegen,« vurderer han.

Emner : Kemi
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

"Selvfølgelig skal agerjord have tilført kvælstof til erstatning for de høstede afgrøder, men det klarer økologer stort set ved at dyrke nitrogenfikserende bælgplanter på 1/3 af arealet hvert år. Det sænker naturligvis netto produktionen med 1/3 - so what?"

Tjaaah -problemet er at ren økologisk produktion øger arealforbruget med en faktor 2-3 for at producere den samme mængde fødevarer. Den sidste rest af natur vil formentlig da være under plov, og det kan økosystemer/biodiversitet formentlig ikke holde til. Kloden er desværre for lille til at 7-9 milliarder kan spise økologisk.

  • 4
  • 0

Leste for kort tid tilbake en artikkel (Engelsk forsker?) om erstatning av kunstgjødsel, med plantenes egen gen, for opptak av nitrogen. Dessverre finner jeg ikke tilbake denne artikkel selv om jeg vet at jeg benyttet den som advarsel til min hjem kommune som har en betydelig inntekt fra produksjon av kunstgjødsel. Husker fra artikkelen at det var noen planter som hadde egenskapen å ta opp nitrogen direkte fra luften. Det har alle planter ved å aktiver plantens egen gen. Det utføres ved å behandle frøet før planting. Kunstgjødsel vil bli overflødig.

Her er en annen lignende rapport: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story...

  • 0
  • 0

Husker fra artikkelen at det var noen planter som hadde egenskapen å ta opp nitrogen direkte fra luften.

Måske kan dette hjælpe i søgningen: http://da.wikipedia.org/wiki/Kv%C3%A6lstof...

Men der er tale om bakterier der optager kvælstof fra luften og bruger sukkerstoffer fra planten, der udskiller Ammoniak. Det er så ammoniak der optages af planterne. Cyanobakter optager ligeledes kvælstof fra luften. Planter kan have den egenskab at leve i symbiose med bakterier, men ikke optage fri kvælstof(N2)

  • 0
  • 0

Ammoniak NH3 fremstilles af brint og kvælstof og danner ikke CO2 ved anvendelse i motorer. Brint er jo en god måde at anvende overskudsstøm på og kan man finde en bedre måde end Haber-Bosch metoden til fremstillingen af ammoniak så er det da bare med at komme igang. Ethanol og Methanol er kulbrinter og vil derfor frembringe CO2 ved anvendelse i motorer. Ligeså vil naturgas (Methan) gøre det.. Her skal man huske at Methan er endnumere uønsket i atmosfæren.

  • 2
  • 2
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten