Qu’est-ce que le processus Haber Bosch? Quelle est l’importance pour la production d’engrais de cultiver et de nourrir le monde? Pourquoi est-il écologiquement nocif et quelles autres alternatives au processus Haber Bosch existent-elles? Jetons un coup d’oeil.

Qu’est-ce que le processus Haber Bosch?

Le procédé Haber-Bosch est une technique qui synthétise directement l’ammoniac en capturant l’azote naturellement abondant dans l’atmosphère et en le faisant réagir avec l’hydrogène., Selon un article publié dans la presse académique, l’ammoniac est principalement produit à l’aide d’un catalyseur de fer à des températures et pressions très élevées (400-500°c, 15-20 MPa).

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les réactifs du procédé Haber Bosch: hydrogène et azote

comprendre comment les réactifs du procédé Haber Bosh sont obtenus permet d’expliquer davantage son impact écologique., Ni l’hydrogène ni l’azote n’existent seuls dans l’univers, et leur obtention nécessite une manipulation chimique, une dépense d’énergie et l’utilisation d’infrastructures et d’instruments spécifiques.

comment L’hydrogène est obtenu pour le procédé Haber Bosh

l’hydrogène est généralement obtenu par hydrolyse de l’eau, qui consiste en un courant électrique traversant l’eau et séparant l’oxygène de l’hydrogène. Néanmoins, aujourd’hui, le reformage du méthane à la vapeur, dans lequel le méthane est mélangé à de la vapeur surchauffée, est la méthode la plus courante en raison de son rendement plus élevé et de son coût inférieur., De cette façon, l’hydrogène est généralement obtenu via le méthane – un gaz 84 fois plus puissant que le dioxyde de carbone selon L’EDF.

obtention de L’azote pour le procédé Haber Bosh

L’azote est obtenu par distillation fractionnée de l’air qui est liquéfié (en le refroidissant à moins de-200º Celcius) et passe au-dessus des filtrations de carbone, d’oxygène et de gaz à l’état de traces.,

pourquoi le processus Haber Bosh et le besoin d’engrais

Au début du 20ème siècle, la population mondiale augmentait de façon exponentielle, tout comme l’espérance de vie grâce aux progrès médicaux et aux développements technologiques. En conséquence, l’approvisionnement alimentaire mondial n’a pas pu suivre le rythme de l’augmentation de la population et les scientifiques ont commencé à chercher des moyens d’augmenter la productivité des sols.,

Une fois que les scientifiques ont découvert que la disponibilité de l’azote macro-nutritif limitait la croissance des plantes, les agriculteurs ont commencé à épandre du fumier et des déchets animaux sur leur sol pour y ajouter des nitrates. Ils ont également planté des espèces qui aident naturellement à fixer l’azote dans le sol, telles que le soja ou les arachides. Néanmoins, cette méthode n’a pas fourni de nitrates essentiels pour augmenter la croissance des plantes et satisfaire la demande alimentaire.

en 1909, Haber a compris qu’il pouvait fixer avec succès l’azote atmosphérique en le convertissant en ammoniac., Quelques années plus tard, en utilisant les résultats de Haber, Bosch a développé la première application à l’échelle industrielle du procédé Haber Bosch et les engrais azotés ont commencé à être produits à grande échelle pour stimuler la croissance des cultures et nourrir le monde. Aujourd’hui, le processus Haber Bosch est un élément clé du processus conventionnel de culture dans le monde entier.,

les inconvénients du procédé Haber Bosch

le procédé Haber Bosch entraîne une eutrophisation et une perte de biodiversité

Le procédé Haber Bosch a un impact écologique puisque les engrais du sol sont facilement solubles dans l’eau et, par conséquent, facilement transportés de leur sol désigné dans les eaux de ruissellement. Lorsqu’ils atteignent de grands plans d’eau, un phénomène connu sous le nom d’eutrophisation se produit: la croissance exponentielle et non naturelle d’algues qui recouvre la surface du plan d’eau, empêchant la lumière du soleil d’atteindre les espèces submergées.,

en conséquence, les organismes submergés sont incapables de faire la photosynthèse et meurent. De plus, les algues consomment également la majeure partie de l’oxygène de l’eau, entraînant souvent la mort des poissons par manque d’oxygène et d’autres impacts dans l’écosystème en raison de leur absence

des niveaux élevés de consommation D’énergie sont utilisés dans le processus Haber Bosch

selon un article publié dans CellPress et disponible dans ScienceDirect, la production d’ammoniac via le processus Haber-Bosch, « est le produit chimique de base le plus énergivore, responsable de 1% à 2% de la consommation mondiale d’énergie et 1.,44% des émissions de CO2″”

selon le professeur Nishibayashi du Département D’Innovation des systèmes de L’Université de Tokyo, le procédé Haber-Bosch consomme également 3 à 5% de tout le gaz naturel (un combustible fossile) produit.

le processus Haber Bosch et le Syndrome du bébé bleu ou méthémoglobinémie

la méthémoglobinémie est décrite comme la capacité réduite du sang à transporter l’oxygène en raison de la réduction des niveaux d’hémoglobine normale., L’une des causes les plus courantes est le nitrate dans l’eau potable, qui peut provenir de la lessive d’engrais azoté dans les eaux souterraines-l’eau potable.

comme il affecte particulièrement les nourrissons qui montrent des signes de bleuissement autour des mains, de la bouche et des pieds, le syndrome a été connu sous le nom de syndrome du Bébé Bleu. Selon l’Organisation Mondiale de la santé, certains enfants peuvent avoir du mal à respirer ainsi que des vomissements et de la diarrhée. Dans les cas extrêmes, il y a une léthargie marquée, une augmentation de la production de salive, une perte de conscience et des convulsions, et même la mort.,

SWAP: une Alternative au processus Haber Bosch?

selon le professeur Nishibayashi de L’Université de Tokyo, lui et son équipe ont trouvé, dans une étude publiée dans Nature, une nouvelle façon de synthétiser l’ammoniac qui est beaucoup plus propre, plus facile et moins chère que le procédé Haber Bosch. Selon Nishibayashi, le  » processus de SWAP crée de l’ammoniac à 300-500 fois le taux du processus Haber-Bosch et à 90% d’efficacité”.,

de plus, le procédé de production D’ammoniac Samarium-eau (SWAP) découvert ne nécessite que du matériel de laboratoire facilement disponible et des produits chimiques Recyclables, alors que le procédé Haber-Bosch nécessite du matériel industriel à grande échelle.

Nishibayashi suggère que n’importe qui avec les matériaux de source appropriés peut effectuer L’échange sur un laboratoire de chimie de table., Du point de vue de la souveraineté, la technique du SWAP semble prometteuse dans le sens où elle peut être utilisée par ceux qui seraient autrement arrêtés par les importants investissements en capital requis dans le cas du procédé HB, décentralisant le processus de production d’ammoniac.

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