Egy új eljárás értékes ammóniává alakítja a szennyezett vízben lévő káros nitrátokat. A technológia védi a környezetet és visszavágja a műtrágya gyártásának költségeit.
A modern mezőgazdaság egyik legnagyobb környezetvédelmi kihívása a vizek nitrátszennyezése, amely az ipari melléktermékekből és a műtrágyák maradványaiból származik. Ez a folyamat gyakran vezet algavirágzáshoz és oxigénhiányos „holt zónák” kialakulásához, ami gyakorlatilag kiirtja a vízi élővilágot. Bár a legtöbb ország próbálkozik nitrátmentesítéssel, a jelenlegi módszerek rendkívül drágák és energiaigényesek. A Jiangnan Egyetem és a Harbini Műszaki Intézet kínai szakemberi ugyanakkor rájöttek: ahelyett, hogy a nitrátot hulladékként kezelnénk, erőforrásként is használhatnánk, hiszen vegyipari szempontból értékes nitrogént tartalmaz.
Körforgásos megoldás az ammónia előállítására
Az ammónia a világ egyik legfontosabb ipari alapanyaga, amelyet jelenleg főként a Haber–Bosch-eljárással állítanak elő. Ez a folyamat viszont a globális energiafelhasználás nagyjából 1-2 százalékáért felelős. „Ha valaki képes ammóniát előállítani a hulladékként kezelt nitrátból, azzal egyszerre csökkenti a környezetszennyezést és az energiafelhasználást” – mutattak rá a kutatók az Advanced Functional Materialsban közölt tanulmányban.
Az új módszerrel egyfajta körforgásos műtrágyagyártás valósulhat meg, amely mérsékelheti az importált alapanyagoktól való függőséget is.
A siker kulcsa egy speciális, kétatomos katalizátor (DAC), amely hatékonyabban segíti elő a kémiai reakciókat, mint a korábbi megoldások. Az atomi páros felgyorsítja az elektronátadást és a kémiai kötések átalakulását. „A kutatók szerint a katalizátor csaknem háromszor hatékonyabb a hasonló anyagoknál” – olvasható a publikációban. A fejlesztés során a csapat mesterséges intelligenciát is igénybe vett, hogy megtalálja a legalkalmasabb atompárokat. Az algoritmus segítségével több ezer időigényes fizikai kísérletet spóroltak meg, gyorsan leszűkítve a kört a legígéretesebb összetevőkre.
A laboratóriumtól az ipari méretekig
Az eddigi eredmények biztatóak: a rendszer több ammóniát és kevesebb hulladékot termel, magasabb konverziós arány mellett. „A módszer bevált, de még bizonyítaniuk kell, hogy az eljárás nagyüzemi méretekben is alkalmazható-e” – vallották be a tudósok, hozzátéve: meg kell oldaniuk azt is, hogy a rendszer a valódi szennyvizekben jelen lévő egyéb szennyeződések mellett is stabilan működjön.
Bár a technológia még csak laboratóriumi körülmények között vizsgázott, az irány egyértelmű: a jövőben a szennyvíztisztítás nem csupán környezetvédelmi kötelezettség, hanem nyereséges ipari tevékenység lehet. A kutatók jelenleg a nagyüzemi alkalmazhatóság feltételeit vizsgálják. Ha a fejlesztés sikeres lesz, akkor a mezőgazdaság fenntarthatóbb, olcsóbb alapanyagforráshoz juthat, miközben mentesíti az ökoszisztémát a nitrátszennyezés káros hatásaitól.
A címlapkép illusztráció. Forrás: James Baltz / Unsplash
Nukleáris hatósági találkozót tartottak Csehországban, amelynek fókuszban az új atomerőművi blokkok, a kis moduláris reaktorok, valamint a hosszú távú üzemeltetés volt.