care este procesul Haber Bosch? Cât de important este pentru producția de îngrășăminte să crească culturi și să hrănească lumea? De ce este dăunător din punct de vedere ecologic și ce alte alternative la procesul Haber Bosch există? Să aruncăm o privire.
care este procesul Haber Bosch?procesul Haber-Bosch este o tehnică care sintetizează direct amoniacul prin captarea azotului natural abundent din atmosferă și reacția acestuia cu hidrogenul., Potrivit unei lucrări publicate în presa academică, amoniacul este produs predominant cu ajutorul unui catalizator de fier la temperaturi și presiuni foarte ridicate (400-500°c, 15-20 MPa).
- Related: cum este procesul Haber Bosch legat de defrișări?
reactanții procesului Haber Bosch: hidrogen și azot
înțelegerea modului în care sunt obținuți reactanții pentru procesul Haber Bosh ajută la explicarea în continuare a impactului său ecologic., Nici hidrogenul sau azotul nu există singur în univers, iar obținerea lor necesită manipulare chimică, cheltuirea energiei și utilizarea infrastructurilor și instrumentelor specifice.
cum se obține hidrogenul pentru procesul Haber Bosh
hidrogenul a fost de obicei obținut prin hidroliza apei, care constă dintr-un curent electric care trece prin apă și separă oxigenul de hidrogen. Cu toate acestea, astăzi, reformarea metanului cu abur, în care metanul este amestecat cu abur supraîncălzit, este cea mai comună metodă datorită eficienței sale mai mari și a costurilor mai mici., În acest fel, hidrogenul este obținut în mod obișnuit prin metan – un gaz de 84 de ori mai puternic decât dioxidul de carbon, conform EDF.azotul este obținut prin distilarea fracționată a aerului lichefiat (prin răcirea acestuia la mai puțin de-200º Celcius) și trece prin filtrarea carbonului, a oxigenului și a urmelor de gaz.,
De ce procesul Haber Bosh și nevoia de îngrășăminte
la începutul secolului XX populația lumii creștea exponențial, la fel și speranța de viață datorită progresului medical și evoluțiilor tehnologice. În consecință, aprovizionarea cu alimente a lumii nu a putut ține pasul cu ritmul creșterii populației, iar oamenii de știință au început să caute modalități de creștere a productivității solului.,odată ce oamenii de știință au descoperit că disponibilitatea azotului macro-nutritiv limita creșterea plantelor, fermierii au început să răspândească gunoi de grajd și deșeuri animale pe solul lor pentru a adăuga nitrați. De asemenea, au plantat specii care ajută în mod natural la fixarea azotului în sol, cum ar fi soia sau arahidele. Cu toate acestea, această metodă nu a furnizat nitrați esențiali pentru a crește creșterea plantelor și pentru a satisface cererea de alimente.în 1909, Haber și-a dat seama că poate repara cu succes azotul atmosferic transformându-l în amoniac., Câțiva ani mai târziu, folosind rezultatele lui Haber, Bosch a dezvoltat prima aplicare la scară industrială a procesului Haber Bosch, iar îngrășămintele azotate au început să fie produse pe scară largă pentru a stimula creșterea culturilor și a hrăni lumea. Astăzi, procesul Haber Bosch este o parte esențială a procesului convențional de cultivare a culturilor la nivel mondial.,
Contra de Haber Bosch Proces
De Haber Bosch Proces Duce la Eutrofizare și Pierderea Biodiversității
Haber Bosch Proces are un impact ecologic din sol îngrășăminte sunt ușor solubile în apă și, în consecință, ușor de transportat dintr-lor desemnate de sol în apele. Când ajung la corpuri mari de apă se întâmplă un fenomen cunoscut sub numele de eutrofizare – creșterea exponențială, nenaturală a algelor care acoperă suprafața corpului de apă, împiedicând lumina soarelui să ajungă la specii scufundate.,în consecință, organismele scufundate nu sunt capabile să facă fotosinteză și să moară. Mai mult decât atât, alge, de asemenea, consuma cel mai mult din apa de oxigen, ceea ce duce adesea la pește moare din lipsă de oxigen și la alte efecte peste ecosistemului din cauza absenței lor
Consum Mare de Energie Niveluri Sunt Utilizate în Haber Bosch Proces
Conform unui document publicat în CellPress și disponibile în ScienceDirect, producția de amoniac prin procesul Haber-Bosch, „este cea mai mare consumatoare de energie mărfuri chimice, responsabil de 1%-2% din consumul global de energie și 1.,44% din emisiile de CO2”.potrivit profesorului Nishibayashi de la Departamentul de inovare a sistemelor de la Universitatea din Tokyo, procesul Haber-Bosch consumă, de asemenea, 3 până la 5 la sută din tot gazul natural (un combustibil fosil) produs.procesul Haber Bosch și sindromul Blue Baby sau methemoglobinemia
methemoglobinemia este descrisă ca capacitatea redusă a sângelui de a transporta oxigen datorită nivelurilor reduse de hemoglobină normală., Una dintre cele mai frecvente cauze este nitrat în apa de băut, care poate fi originea prin lipitoare de azot îngrășământ în apele subterane-apă potabilă.deoarece aceasta afectează în special sugarii care prezintă semne de albastru în jurul mâinilor, gurii și picioarelor, sindromul trebuie să fie cunoscut sub numele de sindromul copilului albastru. Potrivit Organizației Mondiale a sănătății, unii copii pot avea probleme de respirație, precum și vărsături și diaree. În cazuri extreme, există letargie marcată, o creștere a producției de saliva, pierderea conștienței și convulsii și chiar moartea.,
SWAP: o alternativă la procesul Haber Bosch?
Potrivit Profesorului Nishibayashi de la Universitatea din Tokyo, el și echipa sa a găsit, într-un studiu publicat în Nature, un nou mod de a sintetiza amoniac, care este mult mai curat, mai ușor și mai ieftin decât Haber Bosch proces. Potrivit lui Nishibayashi, ” procesul de SWAP creează amoniac la 300-500 de ori rata procesului Haber-Bosch și la o eficiență de 90%”.,mai mult, procesul de producere a amoniacului (SWAP) samariu-apă descoperit necesită doar echipamente de laborator ușor accesibile și substanțe chimice reciclabile, în timp ce procesul Haber-Bosch necesită echipamente industriale la scară largă.Nishibayashi sugerează că oricine are materialele sursă adecvate poate efectua SWAP pe un laborator de chimie de masă., Din perspectiva suveranității, tehnica SWAP pare promițătoare în sensul că poate fi folosită de cei care altfel ar fi opriți de investițiile mari de capital necesare în cazul procesului HB, descentralizând procesul de producere a amoniacului.
- Related: sunt avocado durabile? Care Sunt Consecințele Producției De Avocado?