גישה חדשנית לייצור אמוניה על בסיס אנרגיה מתחדשת

יום, אמוניה מיוצרת במסגרת תהליך הבר-בוש (Haber–Bosch process) שפותח עוד בתחילת המאה העשרים ואשר מתבסס על דלק מאובנים לא מתחדש, כך שהיישום בה מוגבל רק למפעלי כימיה גדולים

[תרגום מאת ד"ר נחמני משה]

תרגול דליפת חומים מסוכנים בכרמיאל, תרגיל פיקוד העורף נקודת מפנה 2017. צילום: shutterstock
תרגול דליפת חומים מסוכנים בכרמיאל, תרגיל פיקוד העורף נקודת מפנה 2017. צילום: shutterstock

 

חוקרים מאוניברסיטת נוטרדאם פיתחו גישה חדשנית לייצור אמוניה על בסיס אנרגיה מתחדשת. כיום, אמוניה מיוצרת במסגרת תהליך הבר-בוש (Haber–Bosch process) שפותח עוד בתחילת המאה העשרים ואשר מתבסס על דלק מאובנים לא מתחדש, כך שהיישום בה מוגבל רק למפעלי כימיה גדולים.

התהליך החדש, שפורסם זה מכבר במאמר המופיע בכתב העת Nature Catalysis, עושה שימוש בפלזמה – גז מיונן – בשילוב עם זרזים מתכתיים במטרה ליצור אמוניה תחת תנאים הרבה יותר מתונים מאשר אלו הקיימים בתהליך הידוע והמוכר. האנרגיה האצורה בפלזמה מעוררת אנרגטית את מולקולות החנקן, אחד משני הרכיבים הנדרשים לשם הכנה של אמוניה, וכך ניתן להגיב אותם באופן פשוט יותר עם הזרזים. לאור העובדה שהאנרגיה לתגובה מגיעה מהפלזמה עצמה ולא מחום ולחץ גבוהים, התהליך ניתן לביצוע בקנה מידה קטן. תנאים אלו הופכים את התהליך החדש למתאים ביותר לשימוש יחד עם מקורות של אנרגיה מתחדשת לשם ייצור אמוניה לתעשייה.

השילוב הנכון של פלזמה וזרז

"מדענים רבים סבורים כי פלזמה מתאימה לפיתוח תהליך לייצור אמוניה שלא יהיה תלוי בדלק מאובנים ושיהיה מתאים ליישומים בקנה מידה קטן יותר מהמקובל כיום", אמר החוקר הראשי. "האתגר האמתי היה למצוא את השילוב המדויק של פלזמה ושל זרז. על ידי שילוב של מודלים מולקולאריים עם ממצאים מניסויי מעבדה, הצלחנו להתמקד בשילובים שמעולם לא נלקחו בחשבון, והצלחנו למצוא את השילוב היעיל ביותר".

החוקרים מצאו כי לאור העובדה כי מולקולות החנקן משופעלות על ידי האנרגיה האצורה בפלזמה, הביצועים הנדרשים מפעילות הזרזים פחות מחמירים, ולפיכך ניתן להשתמש בחומרים פחות יקרים במסגרת התהליך. גישה זו מצליחה להתגבר על מגבלות יסוד הקיימות במסגרת התהליך הידוע של הבר-בוש המתבסס על חימום, כך שהתגובה מתרחשת באותו קצב מוכר, אך בתנאים הרבה יותר מתונים.

 

 

"היעד של המחקר שלנו היה לפתח גישה חלופית להכנת אמוניה, אולם התובנות שנבעו ממחקר זה תוכלנה להיות מיושמות במסגרת תהליכים כימיים מאתגרים אחרים, למשל – המרת פחמן דו-חמצני למוצרים פחות מזיקים ושימושיים יותר. בעודנו חוקרים את הסינתזה המבוססת על פלזמה-אמוניה, נבחן גם את היכולת של הפלזמה והזרזים שלנו לשמש ביעילות בתגובות כימיות אחרות," מוסיף החוקר הראשי.

הידיע/ה על המחקר

תקציר המאמר

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

תגובה אחת

  1. מעניין לקרוא על פריץ האבר, היהודי המומר שיחד עם קארל בוש המציא תהליך יעיל לייצור אמוניה ועזר להאכיל מיליארדים בעולם, אבל המציא גם את גז הכלור, גז החרדל והציקלון-בה.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן