Wat is het Haber Bosch-proces? Hoe belangrijk is het voor de productie van meststoffen om gewassen te verbouwen en de wereld te voeden? Waarom is het ecologisch schadelijk en welke andere alternatieven voor het Haber Bosch-proces zijn er? Laten we eens kijken.
Wat is het Haber Bosch-proces?
het Haber-Bosch-proces is een techniek die ammoniak direct synthetiseert door de van nature overvloedige stikstof in de atmosfeer op te vangen en te reageren met waterstof., Volgens een artikel gepubliceerd in de academische pers, ammoniak wordt voornamelijk geproduceerd met behulp van een ijzer katalysator bij hoge zeer hoge temperaturen en druk (400-500°c, 15-20 MPa).
- gerelateerd: Hoe is het Haber Bosch-proces gerelateerd aan ontbossing?
de reagentia van het Haber Bosch-proces: waterstof en stikstof
inzicht in de wijze waarop de reagentia voor het Haber Bosh-proces worden verkregen, helpt de ecologische impact ervan verder te verklaren., Noch waterstof of stikstof bestaan alleen in het universum, en het verkrijgen van hen vereist chemische manipulatie, het Besteden van energie en het gebruik van specifieke infrastructuren en instrumenten.
hoe waterstof wordt verkregen bij het Haber Bosh-proces
waterstof werd doorgaans verkregen via waterhydrolyse, die bestaat uit een elektrische stroom die door water stroomt en zuurstof van waterstof scheidt. Toch is vandaag de dag stoom methaan reforming, waarbij methaan wordt gemengd met oververhitte stoom, de meest voorkomende methode vanwege de hogere efficiëntie en lagere kosten., Op deze manier wordt waterstof gewoonlijk verkregen via methaan – een gas dat 84 keer krachtiger is dan kooldioxide volgens de EDF.
stikstof verkrijgen voor het Haber Bosh-proces
stikstof wordt verkregen door gefractioneerde destillatie van de lucht die vloeibaar wordt gemaakt (door deze te koelen tot minder dan-200 ° Celcius) en over de filtraties van koolstof, zuurstof en sporengas gaat.,
waarom het Haber Bosh-proces en de behoefte aan meststoffen
aan het begin van de 20e eeuw groeide de wereldbevolking exponentieel, evenals de levensverwachting dankzij medische vooruitgang en technologische ontwikkelingen. Als gevolg daarvan kon de voedselvoorziening in de wereld het tempo van de bevolkingsgroei niet bijhouden en begonnen wetenschappers te zoeken naar manieren om de bodemproductiviteit te verhogen.,toen wetenschappers ontdekten dat de beschikbaarheid van macro-nutriëntenstikstof de groei van planten beperkte, begonnen boeren mest en dierlijk afval op hun bodem te verspreiden om er nitraten aan toe te voegen. Ze plantten ook soorten die van nature helpen om stikstof in de bodem te fixeren, zoals soja of pinda ‘ s. Toch leverde deze methode geen essentiële nitraten om de groei van planten te verhogen en aan de voedselvraag te voldoen.in 1909 ontdekte Haber dat hij met succes atmosferische stikstof kon fixeren door het om te zetten in ammoniak., Een paar jaar later ontwikkelde Bosch met behulp van de bevindingen van Haber de eerste industriële toepassing van het Haber Bosch-proces en begon op grote schaal stikstofmeststoffen te worden geproduceerd om de gewasgroei te stimuleren en de wereld te voeden. Vandaag de dag is het Haber Bosch-proces een belangrijk onderdeel van het conventionele teeltproces wereldwijd.,
de nadelen van het Haber Bosch-proces
het Haber Bosch-proces leidt tot eutrofiëring en biodiversiteitsverlies
het Haber Bosch-proces heeft een ecologisch effect omdat bodemmeststoffen gemakkelijk oplosbaar zijn in water en daardoor gemakkelijk vanuit hun aangewezen bodem in afvoerwater kunnen worden getransporteerd. Wanneer ze grote waterlichamen bereiken gebeurt er een fenomeen dat bekend staat als eutrofiëring – de exponentiële, onnatuurlijke groei van algen die het oppervlak van het waterlichaam bedekken, waardoor zonlicht wordt voorkomen dat onderwatersoorten worden bereikt.,
als gevolg daarvan zijn onderwaterorganismen niet in staat om fotosynthese te doen en af te sterven. Bovendien, algen verbruiken het meeste water is zuurstof, wat vaak leidt tot vissen sterven door zuurstofgebrek en de verdere effecten in het ecosysteem door hun afwezigheid
Hoge Energie Consumptie Gebruikt Worden in de Haber Bosch-Proces
Volgens een artikel gepubliceerd in CellPress en beschikbaar in ScienceDirect, de productie van ammoniak via het Haber-Bosch proces, “is een van de meest energie-intensieve grondstoffen chemische, verantwoordelijk voor 1%-2% van het wereldwijde energieverbruik en 1.,44% van de CO2-uitstoot”.volgens Professor Nishibayashi van de afdeling systeeminnovatie van de Universiteit van Tokio verbruikt het Haber-Bosch-proces ook 3 tot 5 procent van al het geproduceerde aardgas (een fossiele brandstof).
het Haber Bosch-proces en het Blue Baby-syndroom of methemoglobinemie
methemoglobinemie wordt beschreven als het verminderde vermogen van het bloed om zuurstof te vervoeren als gevolg van verlaagde niveaus van normaal hemoglobine., Een van de meest voorkomende oorzaken is nitraat in drinkwater dat kan ontstaan door het legen van stikstofmeststof in grondwater-drinkwater.
omdat het vooral kinderen treft die tekenen van blauwheid rond de handen, mond en voeten vertonen, moet het syndroom bekend staan als het Blue Baby syndroom. Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie kunnen sommige kinderen moeite hebben met ademhalen, evenals braken en diarree. In extreme gevallen is er sprake van lethargie, een toename van de productie van speeksel, bewustzijnsverlies en stuiptrekkingen, en zelfs de dood.,
SWAP: een alternatief voor het Haber Bosch-proces?volgens Professor Nishibayashi van de Universiteit van Tokio vonden hij en zijn team in een studie gepubliceerd in Nature een nieuwe manier om ammoniak te synthetiseren die veel schoner, eenvoudiger en goedkoper is dan het Haber Bosch-proces. Volgens Nishibayashi, het ” SWAP proces creëert ammoniak op 300-500 keer de snelheid van het Haber-Bosch proces en op 90 procent efficiëntie,”.,
bovendien vereist het ontdekte Samarium-Ammoniakwaterproductieproces (SWAP) alleen gemakkelijk beschikbare laboratoriumapparatuur en recycleerbare chemicaliën, terwijl het Haber-Boschproces grootschalige industriële apparatuur vereist.
Nishibayashi suggereert dat iedereen met het juiste bronmateriaal SWAP kan uitvoeren op een table-top chemie lab., Vanuit soevereiniteitsperspectief ziet de RUILTECHNIEK er veelbelovend uit in die zin dat zij kan worden gebruikt door degenen die anders zouden worden tegengehouden door de grote kapitaalinvesteringen die nodig zijn in het geval van het HB-proces, waarbij het ammoniakproductieproces wordt gedecentraliseerd.
- gerelateerd: zijn avocado ‘ s Duurzaam? Wat Zijn De Gevolgen Van Avocado Productie?