Sciencemag.cz
Doporučujeme
Tradiční výroba amoniaku představuje energeticky velmi náročný postup. Čpavek se vyrábí přímou katalyzovanou syntézou z dusíku a vodíku za vysoké teploty a tlaku.
Protože na rozdíl od některých bakterií neumíme ale vázat dusík pořádně jinak, jsme na tento postup odkázáni (především kvůli produkci dusíkatých hnojiv), a to i když existuje celá řada projektů, jak výrobu amoniaku inovovat.
Viz také:
Chróm, amoniak a ukládání energie z větru a slunce
Výroba amoniaku syntézou při pokojové teplotě
Nově navržený postup zdánlivě nedává moc smysl. Vyjdeme z lithia, to necháme reagovat s dusíkem, vznikne nitrid Li3N. Ten pak zreaguje s vodou za vzniku žádaného amoniaku a hydroxidu. LiOH rozložíme (na Li2O a H2O a Li2O pak na prvky, respektive obě reakce probíhají spřaženě), čímž recyklujeme lithium.
Na první pohled jsme si rozhodně nijak nepomohli. Ušetřili jsme sice energii na reakci dusíku s vodíkem (i když jde o exotermickou reakci, stojí nás energii), jenomže recyklace lithia je jistě mnohem náročnější. Vtip je v tom, že rozklad oxidu lithného by měl jít provést čistě elektrolyticky. Tímto způsobem bychom tedy mohli využívat energii ze zdrojů typu slunečních nebo větrných elektráren, namísto toho, aby tyto technologie narušovaly kapacitu rozvodné sítě.
Výzkumníci ze Stanfordu navrhli popsaný postup v časopisu Energy & Environmental Science.
Zdroj: Phys.org
Poznámky:
Elektrolytický rozklad taveniny LiOH ovšem probíhá za asi 500 ºC, tedy zhruba stejně jako v současnosti používaná technologie slučování dusíku a vodíku. Stačí ovšem atmosférický tlak.
Nešel by použít i levnější sodík? Přece jenom katalyzátor se asi nepodaří recyklovat ze 100 % a lithium je dnes drahé a nedostatkové… Nebo by pak zase byl větší problém pak rozložit příslušný hydroxid? (Ve staré Remiho Anorganické chemii jsem našel, že s dusíkem reaguje a alkalických kovů ochotně jen lithium – což je divné, protože to by z alkalických kovů naopak mělo být reaktivní nejméně…?)
Čpavek se pak ale stejně bude muset zase někam dopravovat, pomineme-li elektrárnu přímo jako součást chemické továrny. Oč je tento postup potom lepším způsobem využití přebytečné energie, než třeba rozkládat vodu na vodík a kyslík?
