Аммиачная революция

Процесс Габера-Боша, используемый для синтеза аммиака из природного газа и атмосферного азота, требует больших энергозатрат - химическая реакция идёт при высоких температурах и давлениях. Недаром на производство аммиака уходит от 1 до 2% вырабатываемой во всём мире электроэнергии. Профессор химии Стивен Макинтош из Лихайского университета (шт. Пенсильвания) надеется разработать менее энергоёмкую технологию. «Уже более ста лет мы производим аммиак неэффективным способом, загрязняя окружающую среду. Пора перестраиваться», - говорит Стивен Макинтош.

Группа учёных под его руководством исследует возможность получать аммиак, используя твердооксидный топливный элемент (ТОТЭ) в реверсивном режиме. Сначала в ТОТЭ вода будет разлагаться на кислород и водород под воздействием электрического тока. Затем выделяющийся водород будет соединяться с азотом.

Вместо высоких давления и температуры учёные надеются применить электрохимию. Ионы водорода (протоны) будут притягиваться электрическим полем к катализатору, на котором будут соединяться с азотом при атмосферном давлении. Подходящий катализатор для реакции ещё предстоит подобрать. В качестве одного из перспективных кандидатов рассматривается вольфрам.

Если трёхлетний исследовательский проект, на который уже выделен грант Национального научного фонда США, пройдёт удачно, при синтезе аммиака можно будет обходиться без природного газа. Экономия электроэнергии должна достигаться благодаря исключению мощных компрессоров и сокращению времени реакции. Между тем потребность в аммиаке, как удобрении и сырье для химической промышленности, с ростом населения Земли только увеличивается.

«Для синтеза аммиака сегодня требуется мощный источник энергии, рядом с которым располагается производство, а сам продукт нужно доставлять на дальние расстояния, - объясняет С. Макинтош. - Мы же надеемся, что однажды сможем начать производить аммиак локально, используя модульные реакторы и ВИЭ».