Zamislite svet u kojem industrijski otpad nije samo smanjen, već pretvoren u nešto korisno. Ovakva cirkularna ekonomija već se razvija za ugljenik. Sada su istraživači sa Univerziteta Vašington u Sent Luisu, sa katedre za energetiku, zaštitu životne sredine i hemijsko inženjerstvo, razvili obećavajući metod za pretvaranje štetnog azot-monoksida, ključne komponente kisele kiše, u vrednu azotnu kiselinu, koja se koristi u svakodnevnim primenama, od proizvodnje đubriva do prerade metala.
Novi pristup pretvara azotni otpad u vredan hemijski proizvod, prenosi Science Daily.
Održivo rešenje za industrijski azotni otpad
Feng Điao, profesor na MekKelvi fakultetu inženjerstva, zajedno sa saradnicima razvio je metodu za pretvaranje emisija azot-monoksida u visoko čistu, koncentrovanu azotnu kiselinu. Novi proces funkcioniše pri skoro ambijentalnim uslovima i zahteva minimalnu infrastrukturu, nudeći ekonomski održivo rešenje za industrijski azotni otpad, sa značajnim ekološkim i ekonomskim prednostima. Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature Catalysis.
– Razvili smo elektrohemijski pristup za pretvaranje NO, toksičnog gasnog otpada, u vrednu azotnu kiselinu. Naša glavna motivacija jeste rešavanje problema emisija NO sa rudarskih lokacija, gde se velike količine azotne kiseline koriste za rastvaranje metalnih ruda, što dovodi do značajnih emisija. Naša tehnologija omogućava pretvaranje NO nazad u azotnu kiselinu na samoj lokaciji i njenu trenutnu ponovnu upotrebu, čime se stvara održiviji i cirkularniji proces – rekao je Điao.
Efikasno, inovativno, jednostavno
Inovativni elektrohemijski proces koristi jeftin katalizator na bazi ugljenika za oksidaciju NO. Kada se kombinuje sa jednim metalnim katalizatorom za redukciju kiseonika, koji je razvio Gang Vu, profesor na istom fakultetu, proces troši malo energije i ne zahteva hemijske aditive niti dodatne korake prečišćavanja.
Elektrohemijski oksidacioni sistem je dizajniran kao „uključi i koristi“ rešenje, kaže Điao. Može se instalirati na licu mesta bez velikih investicija u infrastrukturu ili skupih sirovina poput plemenitih metala. Sistem je fleksibilan, prilagodljiv manjim i srednjim industrijskim postrojenjima i funkcioniše pri skoro sobnoj temperaturi, što značajno smanjuje potrošnju energije, troškove i uticaj na životnu sredinu u poređenju sa postojećim metodama koje zahtevaju visoke temperature.
Sistem postiže više od 90% Faradejeve efikasnosti kada se koristi čisti NO. Čak i pri nižim koncentracijama NO, sistem zadržava više od 70% efikasnosti, što ga čini pogodnim za različite industrijske tokove otpada.
Direktna sinteza koncentrovane, visoko čiste azotne kiseline, do 32% po težini, iz NO i vode, bez dodatka elektrolita i bez potrebe za naknadnim prečišćavanjem, predstavlja elektrohemijski put ka valorizaciji gasovitog NO otpada, napredujući ka održivom ublažavanju zagađenja i proizvodnji hemikalija.
Upotreba u rudarstvu, poljoprivredi
Osim u rudarstvu, Điao je istakao da pristup ima potencijal za širu industrijsku primenu, kao i komercijalnu isplativost, što je potvrđeno i detaljnom tehno-ekonomskom analizom.
Ova analiza pokazuje da njihov proces troši manje energije i ima niže troškove u poređenju sa tradicionalnim metodama proizvodnje azotne kiseline. Pretvaranje industrijskih zagađivača u vredne hemijske proizvode nije samo dobro za životnu sredinu. To je i dobra poslovna odluka, kaže Điao.
– Azotna kiselina koju dobijamo našim sistemom može se direktno koristiti u rudarskim procesima ili drugim hemijskim aplikacijama. Već sada smo postigli veoma impresivnu efikasnost i čistoću. U budućnosti ćemo raditi na dodatnom poboljšanju tih rezultata, kao i na skaliranju za praktičnu upotrebu. Razmatramo kako ovu tehnologiju možemo uklopiti u cirkularnu ekonomiju azota, koja će otvoriti vrata efikasnijoj i održivijoj poljoprivredi, industriji i mnogim drugim oblastima – rekao je Điao.
