Аустралија се у великој мери ослања на увезену уреу да би задовољила потребе свог пољопривредног сектора, увозећи отприлике 3,8 милиона тона 2024. У исто време, земља се суочава са све већим притиском да смањи индустријске емисије у више сектора. Истраживачи са Универзитета у Новом Јужном Велсу настоје да се позабаве оба изазова тако што ће развити технологију која претвара отпадни угљен-диоксид и азотне загађиваче у уреа ђубриво, потенцијално стварајући домаћи извор овог суштинског пољопривредног инпута уз смањење утицаја на животну средину.
Од лабораторијског стола до индустријских размера
За разлику од типичних фундаменталних истраживања која се завршавају у лабораторијској фази, тим УНСВ-а активно се бави индустријским-превођењем. Истраживачи користе електролизаторе урее, уређаје који се сматрају мерилима за скалабилну производњу урее, како би тестирали изводљивост претварања емисија у ђубриво у већем обиму. Да би разумели како се материјали понашају у стварним-светским условима, тим је користио напредну карактеризацију снопа електрона-у Аустралијском синхротрону. Ова техника им омогућава да посматрају хемијске реакције у реалном времену, генеришући критичне податке за будућу индустријску имплементацију.
Др Даијан, вођа пројекта, наглашава да су пажљиво пројектовање катализатора и праћење-у реалном времену од суштинског значаја за обезбеђивање селективности и ефикасности, посебно када се прелази из контролисаних лабораторијских услова у индустријско окружење.
Решавање зависности од урее у Аустралији
Упркос томе што је велики пољопривредни извозник, Аустралија не производи довољно урее на домаћем терену, остављајући овај сектор рањивим на флуктуације на глобалном тржишту. „Ова зависност је штета, као и стратешка рањивост“, рекао је др Даијан. Производњом чисте урее локално из обновљиве електричне енергије и отпадног угљеника, земља би могла да смањи ослањање на увоз и побољша отпорност ланца снабдевања. Приступ је такође усклађен са све већом регулаторном контролом емисија, која се сада протеже даље од угљен-диоксида и укључује друге загађиваче на бази азота-.
Истраживање наглашава како принципи кружне хемије могу интегрисати токове отпада из цементара и пољопривредних остатака у производњу ђубрива, претварајући еколошке изазове у комерцијално вредне производе.
Приступ хватању и конверзији угљеника
За разлику од технологија директног захватања ваздуха, УНСВ метода се фокусира на коришћење неизбежних емисија из индустријских и биогених извора. Рани лабораторијски тестови показују обећавајуће резултате у селективности, што сугерише да се ЦО₂ из постојећих индустријских операција може ефикасно трансформисати у уреу. Пројекат је још у развоју, али представља практичан пут за претварање загађивача угљеника и азота у материјале потребне у пољопривреди, хемикалијама и производњи горива.
Др Даииан је представио ове налазе на Конференцији Уједињених нација о климатским променама, залажући се за улагања у решења циркуларне економије. "Има довољно угљен-диоксида. Само треба да почнемо да размишљамо и улажемо у циркуларну економију", рекао је он.
Временски оквир и индустријски изгледи
Скалирање лабораторијског процеса на индустријску примену обично траје више од једне деценије, али тим УНВ-а има за циљ да убрза овај временски оквир. Др Даијан процењује да би у року од две до три године пројекат могао да обезбеди партнера у индустрији који ће започети пилот{2}}пробне мере. Успех би показао да индустрије са{4}}интензивним емисијама могу да генеришу вредност из својих токова отпада док се истовремено баве еколошким циљевима.
На крају, ово истраживање илуструје потенцијал кружне хемије да преобликује индустријску производњу. Претварањем отпадног угљеника и азота у ђубриво, Аустралија би могла да ојача домаће ланце снабдевања, смањи емисије и допринесе одрживијем хемијском сектору. Као што др Даијан примећује, „Промишљен инжењеринг катализатора упарен са карактеризацијом у реалном-времену може да претвори проблеме животне средине у прилике.“
