Kejayaan China menukar air sisa tercemar kepada ammonia untuk pengeluaran baja
Pasukan China telah membangunkan kaedah menukar nitrat dalam air sisa kepada ammonia. Digunakan sebagai bahan teras dalam baja urea, bahan buangan baharu ini-ke-proses sumber adalah lebih murah, cekap tenaga-dan sesuatu yang-penukar permainan.
Pada masa ini, larian air sisa pertanian dan industri selalunya mengandungi sejumlah besar nitrat. Ini datang daripada perkara seperti baja terpakai, sisa haiwan, sisa tumbuhan kimia dan rawatan kumbahan.
Terlalu banyak boleh membawa bencana kepada ekosistem tempatan, yang membawa kepada isu seperti bunga alga. Ini seterusnya membawa kepada zon mati di laluan air di mana paras oksigen menurun, membunuh organisma akuatik seperti ikan.
Ia juga boleh membawa kepada pencemaran air bawah tanah dan risiko kesihatan yang berkaitan kepada manusia dan haiwan. Untuk mengatasi masalah ini, kebanyakan negara cenderung untuk merawat air sisa untuk membuang nitrat, tetapi ini mahal dan memerlukan{1}}tenaga.
Tetapi, ini mungkin kehilangan helah kerana nitrat mengandungi sejumlah besar nitrogen, komponen utama baja di tempat pertama. Oleh itu, satu pasukan China memutuskan untuk mencari cara untuk memanfaatkan sumber berpotensi besar ini.
Pembaziran-ke-terobosan baja
Ammonia, sekiranya anda tidak sedar, adalah salah satu bahan kimia industri yang paling penting di dunia. Ia digunakan untuk membuat bahan seperti baja, bahan letupan, bahan kimia, penyejuk, dan sistem tenaga hidrogen yang berpotensi pada masa hadapan.
Walau bagaimanapun, menukarnya kepada bahan kimia ini biasanya sangat mahal dan memerlukan tenaga-intensif. Ini biasanya dilakukan menggunakan sesuatu yang dipanggil proses Haber-Bosch, yang menggabungkan nitrogen tulen dan hidrogen untuk membuat ammonia.
Proses ini memerlukan suhu dan tekanan yang sangat tinggi, yang biasanya dicapai dengan menggunakan gas asli. Menurut beberapa laporan, secara global, ini menggunakan kira-kira 1-2% daripada penggunaan tenaga global.
Oleh itu, jika anda boleh membuat ammonia daripada sisa nitrat, anda berpotensi mengurangkan pencemaran, mengurangkan penggunaan tenaga dan mengurangkan pergantungan kepada bahan mentah yang diimport. Oleh itu, ia boleh membuat sejenis pengeluaran baja bulat, dan itu masalah besar.
Teras penemuan ialah pemangkin super baharu yang membantu proses itu. Ini, sekiranya anda tidak tahu, adalah bahan khas yang membantu tindak balas kimia berlaku dengan lebih cepat dan lebih cekap.
Dalam kes ini, pasukan China menggunakan sesuatu yang dipanggil dwi-mangkin atom (DAC). Ini berbeza daripada pemangkin tradisional yang cenderung menggunakan sama ada bahan atom tunggal atau zarah nano.
Lebih banyak kerja diperlukan
Untuk penukaran nitrat daripada ammonia, penggunaan dua atom pelengkap adalah kunci untuk proses berbilang-langkah seperti ini. Ini kerana "pasukan tag" atom lebih baik membenarkan pemindahan elektron, molekul perantaraan, pemecahan ikatan, dan pembentukan ikatan.
Menariknya, pasukan itu juga menggunakan kecerdasan buatan (AI) untuk membantu mencari pasangan atom terbaik untuk tugas itu. Jadi, daripada menjalankan beribu-ribu percubaan-dan-percubaan fizikal ralat, AI membantu mereka mengecilkan potensi terbaik untuk diuji, menjimatkan banyak jam masa yang terbuang.
Dan ini benar-benar membuahkan hasil. Menurut pasukan itu, pemangkin itu hampir tiga kali lebih cekap daripada pemangkin lain yang serupa. Jika benar, ini bermakna ia boleh menghasilkan hasil ammonia yang lebih tinggi, kadar penukaran dan kurang sisa.
Itu semua bermakna lebih hebat untuk wang anda sementara juga menangani bahan pencemar perindustrian dan pertanian yang sangat serius. Satu kejayaan, tidak syak lagi, tetapi adalah penting untuk ambil perhatian bahawa ini masih dalam proses.
Pada masa ini, pasukan itu hanya berjaya mempamerkan pemangkin di bawah keadaan makmal dalam kelompok kecil. Ia masih belum dapat dibuktikan jika ia boleh berfungsi dalam "dunia nyata," boleh diskalakan, dan jika proses itu boleh mengendalikan pelbagai bahan cemar melangkaui nitrat dalam air sisa makanan.
