Trąšų pramonės gali nelikti – gaminsis patys ūkininkai?

Stanfordo universitetas praneša, jog naujas prietaiso prototipas demonstruoja novatorišką požiūrį į amoniako – pagrindinio trąšų komponento – gamybą. O tai gali pakeisti visą pramonės šaką, atsakingą už maždaug trečdalį pasaulinių šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijas.

Mus supantis oras yra labai rimtas sprendimas, kaip žemės ūkį padaryti tvaresnį. Stanfordo universiteto ir Saudo Arabijos Karaliaus Fahdo naftos ir mineralų universiteto mokslininkai sukūrė prietaiso prototipą, kuris gali gaminti amoniaką – pagrindinį trąšų ingredientą – pasitelkiant vėjo energiją. Jų sukurtas metodas gali panaikinti šimtmečio senumo technologiją, kai gaminamas amoniakas, maišant azotą ir vandenilį esant aukštam slėgiui bei temperatūrai. Senesnis metodas sunaudoja 2 proc. pasaulinės energijos ir generuoja 1 proc. metinio anglies dioksido išmetimo, nes jis yra priklausomas nuo gamtinių dujų.

Tyrimas

Gruodžio 13 d. žurnale „Science Advances“ paskelbtame tyrime teigiama, jog buvo atliktas pirmasis šios technologijos demonstravimas gamybos sąlygomis, o ne laboratorijoje. Tyrėjai numato kada nors integruoti įrenginį į drėkinimo sistemas, kad ūkininkai galėtų gaminti trąšas tiesiai iš oro.

„Šis proveržis leidžia mums panaudoti ore esantį azotą ir tvariai gaminti amoniaką“, – sakė tyrimo vyresnysis autorius prof. Richardas Zare. - „Tai reikšmingas žingsnis link decentralizuoto ir ekologiško požiūrio į žemės ūkį“.

Ruošdamiesi kurti savo prietaisą, mokslininkai ištyrė, kaip įvairūs aplinkos veiksniai, tokie kaip drėgmė, vėjo greitis, druskos lygis ir rūgštingumas, veikia amoniako gamybą. Jie taip pat ištyrė, kaip procesą veikia vandens lašelių dydis, tirpalo koncentracija ir vandens sąlytis su vandenyje netirpstančiomis medžiagomis. Galiausiai jie išbandė geležies oksido ir rūgšties polimero mišinį su fluoru ir siera, kad nustatytų idealias sąlygas amoniakui gaminti ir suprastų, kaip šios medžiagos sąveikauja su vandens lašeliais.

Technologiniai privalumai

Stanfordo komandos sukurta technologija dabar jau švariai ir nebrangiai gamina amoniaką ir naudoja aplinkinį orą, kad iš vandens garų gautų azotą ir vandenilį. Praleisdami orą per tinklelį, padengtą katalizatoriais, kad palengvintų reikiamą reakciją, mokslininkai pagamino pakankamai didelės koncentracijos amoniako, kuris galėtų tarnauti kaip hidroponinė trąša šiltnamio sąlygomis.

Skirtingai nuo tradicinių metodų, nauja technologija veikia esant kambario temperatūrai ir standartiniam atmosferos slėgiui, todėl prie tinklo nereikia prijungti jokio išorinio įtampos šaltinio. Ūkininkai galėtų naudoti nešiojamąjį įrenginį vietoje, todėl nebereikės pirkti ir siųsti trąšų iš gamintojo.

Laboratorinių eksperimentų metu komanda įrodė tolesnį šio metodo potencialą, perdirbdama vandenį per purškimo sistemą ir pasiekdama amoniako koncentraciją, pakankamą šiltnamyje auginamiems augalams tręšti vos po dviejų valandų. Naudojant specialų mikroporo filtrą šis metodas galėtų pagaminti pakankamai amoniako, kad būtų galima naudoti platesnius žemės ūkio poreikius.

Amoniako svarba

Anot tyrimo bendraautoriaus Chanbasha Basheero iš Karaliaus Fahdo naftos ir mineralų universiteto, prietaisas bus paruoštas naudoti tik po dvejų ar trejų metų. Tuo tarpu mokslininkai planuoja naudoti vis didesnes tinklelio sistemas, kad pagamintų daugiau amoniako. „Yra daug erdvės tai plėtoti“, - sakė Ch. Basheeras.

Amoniako yra svarbus ne tik trąšų gamybai. Kaip švarios energijos nešėjas, dėl didesnio sugeneruotos energijos kiekio jis gali efektyviau kaupti ir transportuoti atsinaujinančią energiją, nei vandenilio dujos. Dėl diegiamų panašių inovacijų amoniakas gali būti naudojamas net laivyboje.

„Žalias amoniakas yra nauja tvarumo riba“, - sakė R. Zare. - „Šis metodas, jei jį galima ekonomiškai išplėsti, galėtų drastiškai sumažinti mūsų priklausomybę nuo iškastinio kuro keliuose sektoriuose“.

Minėtą tyrimą finansavo JAV oro pajėgų mokslinių tyrimų biuras ir Karaliaus Fahdo naftos ir mineralų universitetas.

Parengė Ričardas Čekutis