Haber Boschプロセスとは何ですか？ 肥料の生産が作物を栽培し、世界に餌を与えることはどれほど重要ですか？ なぜそれは生態学的に有害であり、Haber Boschプロセスの他の代替案はそこにありますか？ 見てみよう

Haber Boschプロセスとは何ですか？

Haber-Boschプロセスは、大気中の自然に豊富な窒素を捕捉し、水素と反応させることによってアンモニアを直接合成する技術です。, 学術プレスに掲載された論文によると、アンモニアは、主に高温高圧（400-500℃、15-20MPa）で鉄触媒の助けを借りて製造されます。

• 関連：Haber Boschプロセスは森林伐採とどのように関連していますか？

ハーバーボッシュプロセスの反応物：水素と窒素

ハーバーボッシュプロセスの反応物がどのように得られるかを理解することは、その生態学的影響, 宇宙には水素も窒素も存在せず、それらを得るには化学的操作、エネルギーの消費、特定のインフラや機器の使用が必要です。

Haber Boshプロセスで水素がどのように得られるか

水素は、典型的には、水を通過する電流と水素から酸素を分離する水加水分解によって得られた。 しかしながら、今日では、メタンを過熱蒸気と混合する蒸気メタン改質法が、より高い効率と低コストのために最も一般的な方法である。, このようにして、水素は一般的にメタンを介して得られます–EDFによると二酸化炭素よりも84倍強力なガスです。

Haber Boshプロセスのための窒素の取得

窒素は、液化された空気の分別蒸留によって（-200℃未満に冷却することによって）得られ、炭素、酸素、および微量,

なぜハーバーボッシュプロセスと肥料の必要性

20世紀初頭には、世界人口は指数関数的に増加しており、医療の進歩と技術開発のおかげで平均余命 結果として、世界の食糧供給は人口の増加のペースに追いつくことができず、科学者は土壌生産性を向上させる方法を探し始めた。,

科学者がマクロ栄養窒素の利用可能性が植物の成長を制限していることを発見すると、農家は肥料や動物の廃棄物を土壌に広げて硝酸塩 彼らはまた、大豆やピーナッツなどの土壌中の窒素を固定するのに自然に役立つ種を植えました。 しかし、この方法はなかった必要な硝増大植物の成長を満たしている。

1909年、ハーバーは大気中の窒素をアンモニアに変換することによって正常に固定できることを考え出した。, 数年後、Haberの調査結果を用いて、BoschはHaber Boschプロセスの最初の産業規模の適用を開発し、穀物の成長を後押しし、世界に与えるために窒素肥料が大規模に作 今日、Haber Boschプロセスは世界的に穀物の耕作の慣習的なプロセスの重要部分である。,

Haber Boschプロセスの短所

Haber Boschプロセスは富栄養化と生物多様性の損失につながります

Haber Boschプロセスは、土壌肥料が水に溶けやすく、その結果、 それらが大きな水域に達すると、富栄養化として知られている現象が起こります–水域の表面を覆う藻類の指数関数的で不自然な成長であり、太陽光,

その結果、水中の生物は光合成を行うことができず、死ぬことができません。 さらに、藻類は水の酸素のほとんどを消費し、しばしば酸素欠乏によって魚が死に至り、生態系にさらなる影響をもたらす

高いエネルギー消費レベルがHaber Boschプロセスで使用されている

CellPressに掲載され、ScienceDirectに掲載されている論文によると、Haber-Boschプロセスによるアンモニアの生産は、”世界のエネルギー消費量の1％-2％、1を占める最もエネルギー集約型の商品化学物質である。,44％のCO2排出量”。

東京大学システムイノベーション学科の西林教授によると、ハーバー-ボッシュプロセスは、生産されるすべての天然ガス（化石燃料）の3-5％を消費します。

Haber BoschプロセスおよびBlue Baby症候群またはMethaemoglobinemia

Methaemoglobinemiaは、正常なヘモグロビンのレベルの低下による酸素を運ぶ血液の能力の低下として記載されています。, 最も一般的な原因の一つは、飲料水中の硝酸塩であり、これは地下水飲料水中に窒素肥料を浸出させることによって生じる可能性がある。

特に手、口、足の周りに青い兆候を示す乳児に影響を与えるので、この症候群は青い赤ちゃん症候群として知られるようになりました。 世界保健機関によると、一部の子供たちは嘔吐や下痢だけでなく、呼吸に問題があるかもしれません。 極端な場合には、著しい嗜眠、唾液の産生の増加、意識喪失、痙攣、さらには死があります。,

スワップ：ハーバーボッシュプロセスの代替？

東京大学の西林教授によると、彼と彼のチームは、Natureに掲載された研究で、Haber Boschプロセスよりもはるかにクリーンで簡単で安価なアンモニアを合成する新しい方法を発見しました。 西林によると、”スワッププロセスは、ハーバー-ボッシュプロセスの300-500倍の速度で、90パーセントの効率でアンモニアを生成する”という。,

さらに、発見されたサマリウム-水アンモニア製造（SWAP）プロセスでは、容易に入手できる実験装置とリサイクル可能な化学物質のみが必要であり、Haber-Boschプロセスでは大規模な産業機器が必要である。

西林は、適切なソース材料を持つ誰でもテーブルトップの化学実験室でスワップを行うことができることを示唆しています。, 主権の観点から見ると、スワップ技術は、HBプロセスの場合に必要な大規模な設備投資によって停止され、アンモニア生産プロセスを分散させることによって使用できるという意味で有望であると考えられる。

• 関連：アボカドは持続可能ですか？ アボカドの生産の結果は何ですか？