Hva er Haber Bosch-prosessen? Hvor viktig er det for produksjon av kunstgjødsel for å dyrke avlinger og fø verden? Hvorfor er det svært skadelig, og hvilke andre alternativer til Haber Bosch prosessen er der ute? La oss ta en titt.
Hva er Haber Bosch-Prosessen?
Haber-Bosch-prosessen er en teknikk som direkte syntetiserer ammoniakk ved å fange naturligvis rikelig av nitrogen i atmosfæren og reagerer det med hydrogen., Ifølge en artikkel publisert i Academic Press, ammoniakk er hovedsakelig produsert ved hjelp av et strykejern katalysator på høy svært høye temperaturer og trykk (400-500°C, 15-20 MPa).
- Related: Hvordan er Haber Bosch Prosessen Knyttet Til Avskoging?
Reaktantene av Haber Bosch-Prosessen: Hydrogen og Nitrogen
Forstå hvordan reaktantene for Haber Bosh prosessen er innhentet bidrar til ytterligere å forklare sin økologiske effekten., Verken hydrogen eller nitrogen eksistere alene i universet, og få dem krever kjemiske manipulasjon, forbruk av energi og bruk av spesifikke infrastrukturer og instrumenter.
Hvordan Hydrogen er Innhentet for Haber Bosh Prosessen
Hydrogen var som regel oppnås via vann hydrolyse, som består av en elektrisk strøm passerer gjennom vann og skille oksygen fra hydrogen. Likevel, i dag, damp metan å reformere, som metan er blandet med overopphetet damp, er den vanligste metoden på grunn av sin høyere effektivitet og blir lavere kostnad., På denne måten, hydrogen er ofte innhentet via metan – gass-84 ganger mer potent enn karbondioksid i henhold til EDF.
Få Nitrogen for Haber Bosh Prosessen
Nitrogen er innhentet via brøk destillasjon av luft som er flytende (ved å kjøle den ned til mindre enn -200º Celsius) og går over karbon, oksygen, og sporgass filtrations.,
Hvorfor Haber Bosh Prosessen og Behovet for Gjødsel
Ved starten av det 20. århundre verdens befolkning vokste eksponentielt, og så var forventet levetid takket være medisinske fremskritt og teknologisk utvikling. Som en konsekvens, verdens matforsyning ikke kunne holde tritt med tempoet i befolkningen øker, og forskere som starter på utkikk etter måter å øke jord produktivitet.,
Når forskere oppdaget tilgjengeligheten av makro-næringsstoffet nitrogen var å begrense plantevekst, bønder begynte å spre husdyrgjødsel og animalsk avfall på sin jord, for å legge til nitrater til det. De har også plantet arter som naturlig hjelper til å fiksere nitrogen i jorda, slik som soya eller peanøtter. Likevel er denne metoden ikke gir nødvendig nitrater for å øke plante vekst og tilfredsstille mat etterspørselen.
I 1909, Haber fant ut at han kunne fikse atmosfærisk nitrogen ved å konvertere den til ammoniakk., Et par år senere, ved hjelp av Haber s funn, Bosch utviklet den første industriell skala anvendelse av Haber Bosch prosessen og nitrogen gjødsel begynte å bli produsert på en stor skala for å øke avlingen vekst og mette verden. I dag, Haber Bosch-prosessen er en viktig del av den vanlige prosessen med å beskjære dyrking over hele verden.,
Ulemper av Haber Bosch Prosessen
De Haber Bosch Prosessen Fører til Overgjødsling og Biomangfold
Haber Bosch-Prosessen har en økologisk effekt siden jord, gjødsel er lett løselig i vann, og som en konsekvens, kan lett transporteres fra deres eget jord i forkant av vannet. Når de nå store vannforekomster et fenomen som er kjent som eutrofiering skjer – den eksponentielle, unaturlig vekst av alger som dekker overflaten av vann i kroppen, hindrer sollyset i å nå senkes arter.,
Som en konsekvens, nedsenket organismer er i stand til å gjøre fotosyntesen og dø. Videre, alger, bruker også mest av vannets oksygen, som ofte fører til at fisken dør av oksygen mangel, og for å ytterligere konsekvenser på tvers av økosystemet på grunn av deres fravær
Høye energinivåer Er Brukt i den Haber Bosch Prosessen
Ifølge en artikkel publisert i CellPress og tilgjengelig i ScienceDirect, produksjon av ammoniakk via Haber-Bosch-prosessen, «er den mest energikrevende vare kjemiske, ansvarlig for 1%-2% av globale energiforbruket og 1.,44% av CO2-utslippene».
Ifølge Professor Nishibayashi fra University of Tokyo Institutt for Systemer Innovasjon, Haber-Bosch-prosessen også bruker 3 til 5 prosent av alle naturgass (fossilt drivstoff) er produsert.
De Haber Bosch-Prosessen og den Blå Baby-Syndromet eller Methaemoglobinemia
Methaemoglobinemia er beskrevet som den reduserte muligheten for blodet til å frakte oksygen på grunn av reduserte nivåer av normal hemoglobin., En av de vanligste årsakene er nitrat i drikkevann som kan være stammer av leeching av nitrogen gjødsel i grunnvannet-drikkevann.
Siden det som særlig påvirker spedbarn som viser tegn på blå rundt i hender, munn, og fot-syndrom kom til å bli kjent som den Blå Baby-syndromet. Ifølge Verdens helseorganisasjon, noen barn kan ha problemer med å puste, samt oppkast og diaré. I ekstreme tilfeller, er det markert apati, en økning i produksjonen av spytt, tap av bevissthet, og kramper, og til og med død.,
BYTT: et Alternativ til Haber Bosch-Prosessen?
Ifølge Professor Nishibayashi fra University of Tokyo, han og hans team fant i en studie publisert i Nature, en ny måte å syntetisere ammoniakk som er langt renere, enklere og billigere enn de Haber Bosch prosessen. I henhold til Nishibayashi, og «SWAP prosessen skaper ammoniakk på 300-500 ganger prisen av Haber-Bosch-prosessen og på 90 prosent effektivitet».,
Videre, Samarium-Vann Ammoniakk Produksjon (SWAP) behandler oppdaget krever kun lett tilgjengelig lab utstyr og resirkulerbare kjemikalier, mens Haber-Bosch-prosessen krever store industrielle utstyr.
Nishibayashi tyder på at noen med skikkelig kilde materialer kan utføre BYTTE på en table-top kjemi lab., Fra en suverenitet perspektiv, SWAP-teknikk som ser lovende i den forstand at den kan brukes av de som ellers ville være stoppet av store investeringer som kreves i tilfelle av HB prosessen, decentralizing prosessen av ammoniakk produksjon.
- Related: Er Avokado Bærekraftig? Hva Er Konsekvensene Av Denne Produksjonen?