В перспективе эта технология позволит значительно снизить затраты энергии и сократить выбросы СО2
Американские химики выяснили, что глубинные залежи минерала оливина можно использовать в качестве фактически бесконечного и безвредного для окружающей среды источника аммиака, если закачать в них большое количество нитратов. В перспективе эта технология позволит значительно снизить затраты энергии и сократить выбросы СО2, пишут исследователи в статье, опубликованной в журнале Joule.
"Теперь мы можем использовать недра Земли как гигантскую фабрику, пользоваться царящими на больших глубинах высокими температурами и давлениями для экологически чистого производства аммиака и других ценных химикатов. Залежи данной формы оливина встречаются по всему миру, что позволит внедрить подобное производство фактически в любом регионе планеты", - пояснил профессор Массачусетского технологического института Ивнетим Абате, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отмечают ученые, источником вдохновения для разработки данной методики производства аммиака стало то, что за последние десятилетия геологи и океанологи открыли множество природных "химических реакторов", производящих большие количества водорода или тепла в результате взаимодействий между различными горными породами, водой и другими веществами.
История об одной из таких природных "промышленных установок", производивших водород, натолкнула химиков на мысль, что можно подобрать такие условия среды, в которых будут спонтанно формироваться молекулы аммиака. Руководствуясь этой идеей, ученые изучили химические свойства распространенных пород в коре Земли, а также проанализировали, какие температуры и давления можно поддерживать в толще недр планеты на достижимой для человека глубине.
Проведенные ими расчеты показали, что подходящими условиями и свойствами обладают залежи минерала оливина, содержащие в себе большие количества железа и магния. Взаимодействия ионов железа с водой и нитратами, как обнаружили исследователи, приводят к образованию закиси - окиси железа (Fe3O4) и аммиака при температуре в 130-300 градусов Цельсия и при давлении в 2-80 атмосфер.
Этот процесс, как показали проведенные учеными опыты на лабораторном аналоге залежей оливина, протекает без использования дополнительных источников водорода и не требует использования электричества, как другие альтернативные методы производства аммиака. По оценкам химиков, каждая тонна оливина способна производить около 2 кг аммиака в день, что позволит одной крупной "аммиачной скважине" ежедневно производить 40 тыс. тонн аммиака с минимальными затратами материалов и энергии.
О производстве аммиака
Для производства аммиака уже много десятилетий используется реакция, открытая немецкими химиками Фрицем Габером и Карлом Бошем еще в начале XX века. Бош и Габер выяснили, что смесь из азота и водорода можно превратить в аммиак, если сжать и нагреть ее до 450-500 градусов Цельсия, а затем пропустить через катализатор на базе железа. Пока ученым не удалось создать альтернативные подходы, превосходящие эту реакцию в эффективности, из-за чего аммиачная промышленность сейчас является одним из главных источников выбросов СО2 в атмосферу.
По информации https://nauka.tass.ru/nauka/22937125
Обозрение "Terra & Comp".
