تولید آمونیاک با روش های الکتروشیمیایی

1 امتیاز2 امتیاز3 امتیاز4 امتیاز5 امتیاز
Loading...
  • تاریخ انتشار : ۱۳۹۸/۰۳/۲۷

آمونیاک (NH3) یکی از مواد شیمیایی که به طور گسترده تولید می شود، با تولید جهانی ۱۷۰ مگاتن در سال است. این ماده یک عنصر کلیدی در تولید کودها است و بنابراین نقش حیاتی در حفظ جمعیت جهان دارد. با این حال، بیش از ۱ درصد از انرژی جهانی برای تولید آمونیاک مصرف می شود که شامل واکنش دی نیتروژن (N2) موجود در هوا و دی هیدروژن (H2) از طریق فرایند شیمیایی  است، اگرچه صنعت پیشرفت های جدید برای کارایی بیشتر دارد، اما اتم های هیدروژن در آمونیاک از متان فسیلی (CH4) مشتق می شوند و دی اکسید کربن (CO2) به عنوان یک محصول جانبی تولید می شود.

به عبارت دیگر، فرایند هابر بوش ناپایدار است. علاوه بر این، به دمای بالا و فشار نیاز دارد، به این معنی که تنها در راکتورهای متمرکز بزرگ تولید می شود،. در نتیجه، چالش های تدارکاتی و ایمنی  در حمل و نقل آمونیاک، که هر دو سمی و دارای خاصیت خورندگی است، که مانعی برای استفاده کاربران به خصوص در کشورهای در حال توسعه است.به همين دليل، دانشمندان در سالهاي اخير تلاش زيادي براي يافتن روش متداول الکتروشيمي براي توليد انجام دادند كه مي توانند از طريق انرژي تجديد پذير و در محل مصرف آن تولید شود. چالش های عمده ای علمی و فنی وجود دارند که قبل از اینکه فرآیند بتواند قابل مقایسه با روش های دیگر و سودآور مورد نظر برسد حل شوند.

آمونیاک

مطالعات آزمایشی در زمینه تولید به روش الکتروشیمیایی تا کنون نتوانسته اند با راندمان فرایند غالب یعنی هابر بوش قابل مقایسه شوند. علاوه بر این، بسیاری از این مطالعات به دلیل کمبود آمونیاک تولید شده و یا ایجاد آلودگی از طریق واکنش با مواد حاوی نیتروژن موجود در هوا متوقف شدند.تولید آمونیاک از طریق فرآیندهای الکتروشیمیایی، نه تنها برای محققان دانشگاهی بلکه برای صنعتگران و دولت ها، نیز اهمیت  دارد.اهمیت این موضوع به دلیل نیاز به تولید آمونیاک با وابستگی کمتر به سوخت های فسیلی است.

هرچند بسیاری از تحقیقات برای اثبات اینکه میتوان آمونیاک را از مولکول N2 تولید کرد شکست خورده است. و این مساله به دلیل تولید ناخالص آمونیاک است که باعث ایجاد آلودگی های کوچک شده است، پروتکل ارائه شده توسط دانشمندان با استفاده از نیتروژن ۱۵ (۱۵N2)، یک ایزوتوپ است که اجازه شناسایی و انتقال برق N2 به آمونیاک را میدهد.از طریق این روش، آنها قادر به جداسازی اثرات آلودگی جعلی از کاهش واقعی N2 هستند.اگر فرایندهای الکتروشیمیایی کارآمدتر شوند،برچسب زدن به ایزوتوپ مشکل کمتری خواهد بود، زیرا ما تولید مقادیر بیشتری از این ماده را انجام خواهیم داد.دانشمندان ثابت کرده اند که یک روش که در سال ۱۹۹۳ توسط تیم دیگری از دانشمندان گزارش شده است، به طور واضح این ماده مشتق شده از N2 را تولید می کند. و نتایج کنونی بسیار خوب میباشد زیرا نشان می دهد که تولید الکتروشیمیایی آمونیاک در واقع امکان پذیر است.

ما امیدواریم که این مقاله جامعه پژوهش برای انجام آزمایش های جدید سوق دهد،ما همه بخشی از یک زمینه در حال رشد هستیم که می تواند تاثیر بسیاری برای یافتن روش های الکتروشیمیایی جدید برای تولید آمونیاک و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در جهان داشته باشد.

کلیپ مرتبط:

همچنین شما عزیزان می توانید برای دیدن کلیپ های آموزشی و دیدنی ما به لینک آپارات یا تماشا سورن شیمی مراجعه نمایید.