Ученые Технологического института штата Джорджия (США) и Международного центра развития удобрений открыли возможность в среднесрочной перспективе создавать фермы, которые сами будут создавать удобрения.
Как говорится в исследовании, опубликованном в издании Journal of the American Chemical Society, метод основан на экологичном производстве аммиака. Ученые использовали для эксперимента рентгеновское оборудование из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (штат Калифорния). С его помощью они смогли подтвердить существование взаимодействия азота и фотохимически активного оксида титана при облучении светом. Считается, что при этой реакции используются атомы углерода, «загрязняющие» поверхность оксида титана. Для получения чистого аммиака планируется увеличить масштаб этой реакции.
Исследование началось в 2016 году. Тогда доценты кафедр машиностроения и химической и биомолекулярной инженерии Марта Хатцелл и Эндрю Медфорд начали изучать интересный феномен, о котором еще в 1941 году писал индийский почвовед Сешачариулу Дхар. В его работе говорилось об образовании аммиака при облучении компоста солнечными лучами. Индиец в исследовании предположил, что это связано с фотокатализом минералов в компосте. Более поздние исследования показали процесс фиксации азота в титане и появление аммиака. Расчеты Медфорда по этому результату показали, что под воздействием солнца появление последнего из веществ на компосте маловероятно. С помощью рентгеновской фотоэмиссионной спектроскопии он и другие ученые исследовали реакцию поверхности оксида титана на воду, азот и кислород в темноте и при свете и в условиях нормального атмосферного давления. В результате удалось обнаружить образование небольшой доли аммиака, но лишь при наличии у оксида металла углеродных контаминант. Оказалось, что аммиак появлялся при появлении углеродных загрязнителей, которые выделялись из газов и вакуумной камеры.
В дальнейшем исследователи хотят провести тесты, подтверждающие роль углерода в предстоящих тестах в Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории. С их помощью ученые надеются детально изучить поведение углерода во время реакции и повысить ее управляемость и эффективность, из которых последняя составляет менее одного процента. Если авторам проекта удастся оптимизировать процесс и повысить эффективность, это может заметно сократить затраты аграриев на производство удобрений, поскольку каждый фермер сможет сам получать аммиак в небольших дозах.
Спецпроект Удобрения
Читайте также:
"ЕвроХим" открыл новый клиентский центр на Кубани
Для ускоренного выращивания культур применили космические технологии