Hvad er Haber Bosch-processen? Hvor vigtigt er det for produktion af gødning at dyrke afgrøder og fodre verden? Hvorfor er det økologisk skadeligt, og hvilke andre alternativer til Haber Bosch-processen er derude? Lad os se.
Hvad er Haber Bosch-processen?
Haber-Bosch-processen er en teknik, der direkte syntetiserer ammoniak ved at fange det naturligt rigelige nitrogen i atmosfæren og reagere det med hydrogen., Ifølge et papir offentliggjort i Academic Press produceres ammoniak overvejende ved hjælp af en jernkatalysator ved høje meget høje temperaturer og tryk (400-500.c, 15-20 MPa).
- relateret: Hvordan er Haber Bosch-processen relateret til skovrydning?
reaktanterne i Haber Bosch-processen: Hydrogen og Nitrogen
forståelse af, hvordan reaktanterne til Haber Bosh-processen opnås, hjælper med til yderligere at forklare dens økologiske indvirkning., Hverken hydrogen eller nitrogen findes alene i universet, og at opnå dem kræver kemisk manipulation, bruger energi og bruger specifikke infrastrukturer og instrumenter.
Hvordan Brinten er Fremstillet for Haber Bosh Proces
Hydrogen blev typisk fremstillet via vand, hydrolyse, som består af en elektrisk strøm passerer gennem vand og udskille ilt fra brint. Ikke desto mindre er dampmetanreformering i dag, hvor metan blandes med overophedet damp, den mest almindelige metode på grund af dens højere effektivitet og lavere omkostninger., På denne måde opnås brint ofte via methan – en gas, der er 84 gange mere potent end kuldio .id ifølge EUF.
opnåelse af Nitrogen til Haber Bosh-processen
Nitrogen opnås ved fraktioneret destillation af luften, der er flydende (ved afkøling til mindre end-200 Cel Celcius) og går over kulstof -, ilt-og sporgasfiltreringer.,
hvorfor Haber Bosh-processen og behovet for gødning
i begyndelsen af det 20.århundrede voksede verdensbefolkningen eksponentielt, og det var også forventet levealder takket være medicinske fremskridt og teknologisk udvikling. Som følge heraf kunne verdens fødevareforsyning ikke holde trit med tempoet i befolkningens stigning, og forskere begyndte at søge måder at øge jordens produktivitet på.,
Når forskere opdagede tilgængeligheden af makro-næringsstof nitrogen var begrænsende plantevækst, begyndte landmændene at sprede gødning og animalsk affald på deres jord for at tilføje nitrater til det. De plantede også arter, der naturligt hjælper med at fiksere nitrogen i jorden, såsom soja eller jordnødder. Ikke desto mindre gav denne metode ikke vigtige nitrater for at øge plantevæksten og tilfredsstille fødevarebehovet.i 1909 regnede Haber ud, at han med succes kunne fikse atmosfærisk nitrogen ved at omdanne det til ammoniak., Et par år senere, ved hjælp af Haber ‘ s resultater, har Bosch udviklet den første industrielle anvendelse af Haber Bosch processen, og kvælstofgødning begyndte at blive produceret i stor skala for at øge afgrødernes vækst og brødføde verden. I dag er Haber Bosch-processen en vigtig del af den konventionelle dyrkningsproces over hele verden.,
Den Ulemper af Haber Bosch Processen
Haber Bosch Processen Fører til Eutrofiering og Tab af Biodiversitet
Haber Bosch Processen har en miljømæssig effekt, da jorden gødning er let opløseligt i vand, og som en konsekvens, let transporteres fra deres jord, der er udpeget i run-off farvande. Når de når store vandlegemer, sker der et fænomen kendt som eutrofiering – den eksponentielle, unaturlige vækst af alger, der dækker overfladen af vandkroppen, hvilket forhindrer sollys at nå neddykkede arter.,
som følge heraf kan nedsænkede organismer ikke gøre fotosyntese og dø. Desuden, alger bruger også de fleste af vandets ilt, hvilket ofte fører til, at fisk, der dør af ilt afsavn, og at der yderligere konsekvenser i hele økosystemet på grund af deres mangel
Høje Niveau af Energiforbrug, der Anvendes i Haber Bosch Processen
Ifølge et dokument, der er offentliggjort i CellPress og fås i ScienceDirect, produktion af ammoniak via Haber-Bosch processen, “er den mest energi-intensive handelsvare kemikalie, der er ansvarlig for 1%-2% af det globale energiforbrug og 1.,44% af CO2-udledningen”.
ifølge Professor Nishibayashi fra University of Tokyo ‘ s Department of Systems Innovation forbruger Haber-Bosch-processen også 3 til 5 procent af al den producerede naturgas (et fossilt brændstof).
Haber Bosch-processen og Blue Baby-syndromet eller methæmoglobinæmi
methæmoglobinæmi beskrives som blodets reducerede evne til at transportere ilt på grund af reducerede niveauer af normalt hæmoglobin., En af de mest almindelige årsager er nitrat i drikkevand, som kan stamme fra leeching af kvælstofgødning i grundvand-drikkevand.da det især rammer spædbørn, der viser tegn på blueness omkring hænder, mund og fødder, blev syndromet kendt som Blue Baby syndrome. Ifølge Verdenssundhedsorganisationen kan nogle børn have problemer med at trække vejret samt opkastning og diarr.. I ekstreme tilfælde er der markant sløvhed, en stigning i produktionen af spyt, bevidsthedstab og kramper og endda død.,
s ?ap: et alternativ til Haber Bosch-processen?
Ifølge Professor Nishibayashi fra University of Tokyo, som han og hans team har fundet, i en undersøgelse offentliggjort i Nature, en ny måde at syntetisere ammoniak, som er langt renere, lettere og billigere end de Haber Bosch processen. Ifølge Nishibayashi skaber”S .ap-processen ammoniak med 300-500 gange hastigheden af Haber-Bosch-processen og med 90 procent effektivitet”.,
desuden kræver den opdagede Samarium-vand ammoniakproduktion (s .ap) kun let tilgængeligt laboratorieudstyr og genanvendelige kemikalier, mens Haber-Bosch-processen kræver stort industrielt udstyr.
nishibayashi foreslår, at alle med de rigtige kildematerialer kan udføre s .ap på et bordplade kemi lab., Fra en suverænitet perspektiv i, at SWAP-teknik ser lovende ud, i den forstand, at den kan bruges af dem, der ellers ville være stoppet ved den store kapital investeringer, der er nødvendige i tilfælde af HB proces, decentralizing processen af ammoniak produktion.
- relateret: er avocadoer bæredygtige? Hvad Er Konsekvenserne Af Avocado Produktion?