Ερευνητές του Πανεπιστημίου Γιέιλ στις ΗΠΑ ανέπτυξαν μια πολλά υποσχόμενη μέθοδο που μετατρέπει τα νιτρικά άλατα– έναν κοινό ρύπο του νερού- σε αμμωνία, επιτυγχάνοντας εντυπωσιακό ποσοστό μετατροπής 92%. Η καινοτομία αυτή προσφέρει διπλό όφελος: καθαρισμό των ρυπασμένων υδάτων και παραγωγή ενός πολύτιμου πόρου, χρήσιμου για την παρασκευή λιπασμάτων και καυσίμων χωρίς εκπομπές άνθρακα.
Βιώσιμη και αποδοτική λύση
Τα νιτρικά άλατα είναι ευρέως διαδεδομένα στα λύματα. Αν και είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη των φυτών, η υπερβολική ποσότητα υποβαθμίζει σημαντικά την ποιότητα του νερού. Η ιδέα της μετατροπής των νιτρικών αλάτων σε αμμωνία δεν είναι κάτι καινούριο, αλλά μέχρι σήμερα παρέμενε ιδιαίτερα δύσκολη- τόσο ως προς την απόδοση όσο και ως προς το κόστος.
Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής την καθηγήτρια Λέα Γουίντερ ανέπτυξε μια διπλή προσέγγιση. Πρώτον, εισήγαγε στο σύστημα ένα ιονοφόρο– μια χημική ένωση η οποία έχει την ικανότητα να μεταφέρει ιόντα- η οποία λειτουργεί σαν μαγνήτης συγκρατώντας τα νιτρώδη, ένα δύσκολο υποπροϊόν που σχηματίζεται κατά τη μετατροπή. Αυτό διασφαλίζει ότι τα νιτρώδη παραμένουν στη θέση τους για αρκετό καιρό ώστε να μετατραπούν πλήρως σε αμμωνία, αυξάνοντας δραματικά την ποσότητα της χρησιμοποιήσιμης αμμωνίας που παράγεται.
Η δεύτερη καινοτομία είναι μια ηλεκτροφόρα μεμβράνη, η οποία λειτουργεί ως πλατφόρμα ηλεκτροχημικής μετατροπής. Η μεμβράνη είναι κατασκευασμένη από χαλκό και νανοσωλήνες άνθρακα. Ο συνδυασμός των δύο καινοτομιών εξασφαλίζει τόσο ταχύτατη αντίδραση όσο και υψηλή επιλεκτικότητα, μειώνοντας τα παραπροϊόντα και αυξάνοντας την παραγωγή καθαρής αμμωνίας.
Από ρύπο σε πόρο σε μόλις έξι δευτερόλεπτα
Η νέα τεχνολογία πέτυχε μετατροπή νιτρικών σε αμμωνία μέσα σε μόλις έξι δευτερόλεπτα, διαδικασία που συνήθως διαρκεί ώρες. Μάλιστα, διατήρησε τη σταθερότητά της και σε δοκιμές με πραγματικό νερό από λίμνες και μονάδες επεξεργασίας λυμάτων. Σύμφωνα με τους ερευνητές, το σύστημα, χάρη στις ευέλικτες μεμβράνες του και τη δυνατότητα κλιμάκωσης, μπορεί να ενσωματωθεί σε υφιστάμενες μονάδες επεξεργασίας νερού.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Nature Chemical Engineering».
ΠΗΓΗ: Interesting Engineering
