Avustralya’daki Sydney Üniversitesi’nden araştırmacılar, havadaki azot ve oksijen moleküllerini insan eliyle oluşturulan yıldırım gibisi elektrikle uyararak, direkt gaz halinde amonyak (NH₃) üretmeyi başardı. Bu yol, hem fosil yakıt kullanımına gerek duymuyor hem de Haber-Bosch sistemi üzere güç ağır süreçlere alternatif sunuyor. Amonyak, dünya genelinde gübre, soğutucu gazlar ve çeşitli kimyasalların üretiminde kilit rol oynuyor. Lakin şu anda yaygın olarak kullanılan Haber-Bosch süreci, yüksek sıcaklık ve basınçta çalıştığı için çok yüksek güç tüketiyor ve global sera gazı emisyonlarının yaklaşık yüzde 1’ine neden oluyor.
Yüksek güç ve kirli süreç ortadan kalkıyor
Yeni süreçte birinci adım, elektrik gücüyle havadan azot ve oksijen moleküllerinin yüksek enerjili plazma haline getirilmesi. Bu, doğal yıldırımın hava moleküllerinden elektron koparıp iletken bir kanal oluşturmasına misal halde çalışıyor. Oluşan NOx molekülleri, özel bir zar (membran) içeren elektrolizöre gönderiliyor.
Bu elektrolizörün içinde, yüzeyinde oksijen boşlukları bulunan bakır üzerindeki demir oksit nanoparçacıkları kullanılıyor. Bu boşluklar, NOx moleküllerinin tutunmasını ve akabinde elektrokimyasal indirgeme süreciyle hidrojen atomlarının azot bileşiklerine bağlanmasını sağlıyor. Bu süreç, “NHO yolu” ismi verilen verimli bir kimyasal yoldan ilerliyor. Böylelikle, yüksek saflıkta hidrojen yahut azot gazı ihtiyacı ortadan kalkıyor. Dolayısıyla yüksek güç gerekmiyor, fosil yakıt kullanılmıyor, yüksek sıcaklık ve basınç muhtaçlığı ortadan kaldırılıyor. Amonyak ise direkt gaz olarak üretiliyor, bu da ayrıştırma sürecini kolaylaştırıyor. Sistem ise dağıtık bir biçimde ölçeklenebilir üretime uygun.
Amonyak üzerinde çalışmalar son devirde sıklaşmış durumda. MIT, University of New South Wales ve Stanford Üniversitesi üzere kurumlar farklı sistemlerle amonyak üretimini araştıryor. Bu gelişmeler, geleceğin pak gübre üretimi, sürdürülebilir tarımı ve yeşil kimya sanayisi için hayli kıymetli.
