EGY OLCSÓ MEGOLDÁS A BENZIN ÉS GÁZOLAJ TELJES HELYETTESÍTÉSÉRE

Ráadásul az ammónia újrahasznosítható tüzelőanyaggá válhat, miközben a szénalapú energiaforrásokkal szemben szennyezőanyag-kibocsátás nélkül tud energiát előállítani. A világ jelenleg szén-dioxid-alapú üzemanyag-takarékosságon működik. A szénhidrogének elégetésével szén-dioxidot bocsátunk ki a légkörbe, de nincs mód arra, hogy lezárjuk ezt a körforgást, hogy szén-dioxidból üzemanyagot állítsunk elő – magyarázta Christian Wallen, a Wisconsin-Madison Egyetem kutatási vezetője, miért kísérleteztek üzemanyagot állítanak elő ammóniából. Az ammónia (vagy korábban levegőként ismert) nitrogén és hidrogén vegyülete. Normál állapotban jellegzetes csípős szagú gáz halmazállapotú anyag.

Ez még a természetben is nagy mennyiségben fordul elő a talajban ammóniumsók formájában és a levegőben tisztán, de csak kis koncentrációban. Ráadásul előállítása egyszerű: elemeiből, például hidrogénből és nitrogénből szintézissel, illetve számos nitrogéntartalmú vegyületből bomlás útján keletkezik. Az ammóniát régóta használják üzemanyagforrásként: a második világháború idején dízel helyett az autókban használták, és a tudósok még mindig azon gondolkodnak, hogyan járatják a benzint helyettesítő motorokat, különösen a hajózásban és a szállításban. Az ammónia elégetésekor azonban mérgező nitrogén-oxid gázok szabadulnak fel. A Wisconsin-Madison Egyetem kutatása megoldja ezt a problémát: A platinaszerű ruténium elemet tartalmazó fémkatalizátorhoz ammónia hozzáadása spontán nitrogént termel, ami azt jelenti, hogy nincs szükség hozzáadott energiára. Ehelyett ez a folyamat felhasználható elektromos áram előállítására, ami protonokat és nitrogéngázt termel melléktermékként. Ezenkívül a fémkomplex újrahasznosítható és újrafelhasználható oxigénnel való érintkezés révén, ami sokkal tisztább folyamat, mint a szénalapú tüzelőanyagok használata – derül ki a Phys.org cikkéből. Az új fémkatalizátor elkerüli a mérgező melléktermékeket. Ha a reakciót tüzelőanyagcellában helyezzük el, ahol az ammónia és a ruténium reakcióba lép az elektróda felületén, akkor tiszta elektromosságot termelhetne katalizátor nélkül. "Felfedeztünk olyan kémiai vegyületeket, amelyek katalizálják az ammónia átalakulását nitrogénné szobahőmérsékleten, feszültség vagy vegyszerek hozzáadása nélkül.

Tudomásunk szerint ez az első olyan folyamat, amely ezt lehetővé teszi" – kommentálta felfedezésüket Wallen, amely az egyik legrangosabb tudományos folyóiratban, a Nature Chemistryben jelent meg november 8-án. A katalizátor önmagában azonban nem lesz elegendő ahhoz, hogy áttörni az ammóniával hajtott autókat: az új ruténium-katalizátor-technológia szénmentes üzemanyag-takarékosságot tesz lehetővé, de ez csak a fele a kirakós játéknak. Az ammóniaszintézis egyik hátránya, hogy az előállításához használt hidrogén földgázból és fosszilis tüzelőanyagokból származik. A csoport következő kutatási céljai között szerepel egy olyan üzemanyagcella megtervezése, amely kihasználja az új felfedezést, valamint egy környezetbarát módszer kidolgozása a szükséges kiindulási anyagok előállítására. A már alkalmazott szennyező ammóniagyártás helyett a piaci szereplők már új módszereket keresnek.

A gyártók már próbálkoznak "zöld" ammónia előállításával, amelyben a hidrogénatomokat az energiaigényes Haber-Bosch eljárás helyett szénsemleges vízelektrolízissel biztosítják. A propánhoz hasonlóan összenyomható, könnyen szállítható és tárolható. Bár már léteznek ammóniás üzemanyagcellák, ezek többletenergiát igényelnek, ellentétben ezzel az új eljárással, például az ammónia először nitrogénre és hidrogénre történő lebontásával. "Az egyik következő kihívás, amellyel foglalkozni szeretnénk, az, hogyan állítsunk elő ammóniát vízből hidrogéngáz helyett. Az álom az, hogy víz, levegő és napfény háromszorosával állítsunk elő üzemanyagot" - mondják a kutatás vezetői.

Forrás: Napi.hu