ความก้าวหน้าของจีนเปลี่ยนน้ำเสียเสียให้เป็นแอมโมเนียเพื่อผลิตปุ๋ย
ทีมงานชาวจีนได้พัฒนาวิธีการแปลงไนเตรตในน้ำเสียให้เป็นแอมโมเนีย ใช้เป็นส่วนผสมหลักในปุ๋ยยูเรีย กระบวนการ-ของเสียสู่-ทรัพยากรแบบใหม่นี้มีราคาถูกกว่า ประหยัดพลังงาน- และเป็นสิ่งที่เปลี่ยนเกม-
ในปัจจุบัน น้ำเสียจากการเกษตรและอุตสาหกรรมมักมีไนเตรตในปริมาณมาก สิ่งนี้มาจากสิ่งต่างๆ เช่น ปุ๋ยใช้แล้ว ของเสียจากสัตว์ ของเสียจากพืชเคมี และการบำบัดน้ำเสีย
การมีมากเกินไปอาจส่งผลเสียต่อระบบนิเวศในท้องถิ่น และนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น การบานของสาหร่าย สิ่งเหล่านี้จะนำไปสู่พื้นที่มอดในน้ำซึ่งระดับออกซิเจนลดลง ทำลายสิ่งมีชีวิตในน้ำ เช่น ปลา
นอกจากนี้ยังสามารถนำไปสู่การปนเปื้อนในน้ำใต้ดินและความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์และสัตว์อีกด้วย เพื่อตอบโต้สิ่งนี้ ประเทศส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะบำบัดน้ำเสียเพื่อกำจัดไนเตรต แต่มีราคาแพงและใช้พลังงานมาก-
แต่นี่อาจพลาดเคล็ดลับได้เนื่องจากไนเตรตมีไนโตรเจนจำนวนมาก ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของปุ๋ยตั้งแต่แรก ดังนั้น ทีมจีนทีมหนึ่งจึงตัดสินใจหาวิธีใช้ประโยชน์จากทรัพยากรที่มีศักยภาพมหาศาลนี้
ของเสีย-}สู่-การพัฒนาปุ๋ย
แอมโมเนียถือเป็นสารเคมีอุตสาหกรรมที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งของโลก ในกรณีที่คุณไม่รู้ ใช้ในการผลิตสิ่งต่างๆ เช่น ปุ๋ย วัตถุระเบิด สารเคมี สารทำความเย็น และระบบพลังงานไฮโดรเจนในอนาคต
อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนให้เป็นสารเคมีเหล่านี้โดยปกติแล้วจะมีราคาแพงมากและใช้พลังงานมาก- โดยทั่วไปจะทำโดยใช้กระบวนการที่เรียกว่ากระบวนการ Haber–Bosch ซึ่งผสมไนโตรเจนบริสุทธิ์และไฮโดรเจนเพื่อสร้างแอมโมเนีย
กระบวนการนี้ต้องใช้อุณหภูมิและความดันที่สูงมาก ซึ่งโดยทั่วไปจะทำได้โดยใช้ก๊าซธรรมชาติ ตามรายงานบางฉบับทั่วโลก สิ่งนี้สิ้นเปลืองพลังงานประมาณ 1-2% ของการใช้พลังงานทั่วโลก
ดังนั้น หากคุณสามารถผลิตแอมโมเนียจากไนเตรตเสียแทนได้ คุณอาจลดมลพิษ ลดการใช้พลังงาน และลดการพึ่งพาวัตถุดิบตั้งต้นที่นำเข้าได้ ดังนั้น จึงสามารถผลิตปุ๋ยแบบวงกลมได้ และนั่นเป็นเรื่องใหญ่
แก่นแท้ของการค้นพบนี้คือตัวเร่งปฏิกิริยาตัวใหม่ที่ช่วยในกระบวนการนี้ ในกรณีที่คุณไม่รู้ สิ่งเหล่านี้เป็นวัสดุพิเศษที่ช่วยให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นได้เร็วและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น
ในกรณีนี้ ทีมงานชาวจีนใช้สิ่งที่เรียกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาอะตอมคู่ (DAC) - สิ่งนี้แตกต่างจากตัวเร่งปฏิกิริยาแบบดั้งเดิมที่มีแนวโน้มที่จะใช้อะตอมเดี่ยวหรืออนุภาคนาโน
จำเป็นต้องทำงานมากขึ้น
สำหรับการแปลงไนเตรตหรือแอมโมเนีย การใช้อะตอมคู่สมสองอะตอมเป็นกุญแจสำคัญสำหรับกระบวนการหลาย-ขั้นตอนเช่นนี้ เนื่องจาก "แท็กทีม" ของอะตอมช่วยให้สามารถถ่ายโอนอิเล็กตรอน โมเลกุลระดับกลาง การแตกพันธะ และการสร้างพันธะได้ดีกว่า
สิ่งที่น่าสนใจคือทีมงานยังใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) เพื่อช่วยค้นหาคู่อะตอมที่ดีที่สุดสำหรับงานนี้ ดังนั้น แทนที่จะทำการทดลองทางกายภาพ-และ-ข้อผิดพลาดทางกายภาพนับพันครั้ง AI ช่วยให้พวกเขาจำกัดศักยภาพที่ดีที่สุดในการทดสอบให้แคบลง ซึ่งช่วยประหยัดเวลาได้หลายชั่วโมง
และนี่ได้ผลจริงๆ ทีมงานระบุว่าตัวเร่งปฏิกิริยามีประสิทธิภาพมากกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกันเกือบสามเท่า หากเป็นจริง นั่นหมายความว่าสามารถผลิตแอมโมเนียได้สูงขึ้น อัตราการแปลง และของเสียน้อยลง
ทั้งหมดนี้แปลได้ว่าคุ้มค่าเงินของคุณมากขึ้น ขณะเดียวกันก็ต้องรับมือกับมลพิษทางอุตสาหกรรมและเกษตรกรรมที่ร้ายแรงมาก ไม่ต้องสงสัยเลยว่าเป็นความก้าวหน้า แต่สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าสิ่งนี้ยังอยู่ในระหว่างดำเนินการ
ปัจจุบัน ทีมงานสามารถจัดแสดงตัวเร่งปฏิกิริยาภายใต้สภาวะในห้องปฏิบัติการได้เพียงชุดเล็กๆ เท่านั้น ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ว่าสามารถทำงานได้ใน "โลกแห่งความเป็นจริง" หรือไม่ สามารถปรับขนาดได้ และหากกระบวนการนี้สามารถจัดการกับสารปนเปื้อนต่างๆ นอกเหนือจากไนเตรตในน้ำเสียจากอาหารสัตว์ได้หรือไม่
