Forskare vid Massachusetts Institute of Technology, MIT, har utvecklat en metod för att utnyttja naturlig vätgasproduktion under jord för att syntetisera ammoniak. Metoden kan potentiellt ersätta behovet av storskaliga kemiska anläggningar.
Forskarna menar att jordens naturliga värme och tryck kan fungera som en ”geokemisk reaktor” och producera stora mängder av den vätebaserade föreningen.
Genom att injicera vatten – som innehåller en kväveförening och metallpartiklar som katalysator – i berggrund med hög järnhalt kan vätgas skapas. Denna vätgas reagerar sedan med kvävet i vattnet och bildar ammoniak.
Naturlig vätgas kan revolutionera ammoniakproduktion
Forskarna menar att en andra brunn kan användas för att pumpa upp ammoniaken till ytan.
– Vi kallar detta för geologisk ammoniak eftersom vi använder underjordiska temperaturer, tryck, kemiska reaktioner och naturligt förekommande bergarter för att producera ammoniak direkt – säger Iwnetim Abate, professor i materialvetenskap och teknik vid MIT.
Möjlighet att använda avloppsvatten
Dessutom menar forskarna att obehandlat avloppsvatten, inklusive avrinning från jordbruket, kan användas i processen på grund av dess höga kväveinnehåll.
Dock har metoden ännu endast testats i laboratorium och inte i naturliga miljöer.
– När jag första gången producerade ammoniak från berg i labbet blev jag så entusiastisk – säger Yifan Gao, postdoktor vid MIT. – Jag insåg att detta var en helt ny och tidigare outforskat metod för ammoniaksyntes.
Alternativ till Haber-Bosch-processen
Professor Yet-Ming Chiang, meddirektör vid MIT Center for the Electrification and Decarbonization, betonar metodens unika karaktär.
– Jag tror inte att det finns något tidigare exempel på att medvetet använda jorden som en kemisk reaktor. Reaktionen är i grunden över på bara några timmar – säger han.
Upptäckten utgör ett alternativ till den energikrävande Haber-Bosch-processen, som har varit standard för ammoniakproduktion sedan 1900-talet.
Grön och blå vätgas ses som nyckeln till att göra existerande ammoniakfabriker mer miljövänliga, men den långsamma implementeringen av ren vätgas har försenat utvecklingen. Det var detta som inspirerade Abate och MIT-teamet att utforska en ny metod.
Naturlig vätgas som framtidens lösning
– Min stora insikt var tanken att koppla samman den naturliga vätgasproduktionen med Haber-Bosch-processen för att skapa ammoniak – förklarar Abate.
Geoffrey Ellis, geolog vid USA:s geologiska undersökning, som har förespråkat naturlig vätgas inför amerikanska lagstiftare, ser MIT:s upptäckt som ett “betydande genombrott”.
– Det återstår fortfarande arbete för att validera processen i pilotskala och skala upp den till kommersiell nivå, men konceptet som har demonstrerats är verkligen transformerande – säger han.
MIT planerar nu att bevisa metodens effektivitet i en verklig underjordisk miljö inom de närmaste två åren.
Källa: Hydrogen World News