החוקרים הגרמנים פיבי ואן לנגבלדה ומארק קופר ממכון ליידן לכימיה (הולנד) הציעו להפיק חנקות ממי תהום מזוהמים ולהפיק אמוניה בצורה ידידותית לסביבה.
חנקות הן מלחי חומצה חנקתית המכילים אניון NO₃ טעון בנפרד. ניקוי או המרה של תרכובות חנקן מחומצנות למוצרים חנקניים גזים (בדרך כלל ל- N₂) הוא תהליך מורכב הנגרם באופן טבעי על ידי חיידקים מפריצים. אלה כוללים נציגים של Pseudomonas, Achromobacter, Bacillus ו- Micrococcus.
בתורו, אמוניה, תרכובת חנקן NH₃, היא חומר גלם חשוב לייצור דשן. הוא מיוצר מגז חנקן, אך תהליך זה מתרחש בלחץ ובטמפרטורה גבוהים ולכן דורש שימוש בדלקים מאובנים. לדברי פיבי ואן לנגבלדה, הפתרון לשתי הבעיות יהיה לשלב תהליכים אלה ולהמיר את החנקה ישירות לאמוניה.
החוקרים לא הציעו חיידקים, אלא אלקטרוכימיה כמרכיבים מבטלים לייצור חנקן גזי, שיכול להפוך לחלופה זולה ואמינה. חומר המוצא מתמוסס בנוזל בו מונחות שתי אלקטרודות מצופות זרז. כאשר מתח מופעל על האלקטרודות, תגובות כימיות מתרחשות על פני השטח שלהם, בהתאם לזרז המופעל.
"עד כה לא ניתן היה להפוך חנקות לחנקן גזי טהור בצורה זו. יותר מדי מוצרים אחרים נוצרים. מסתבר שהרבה יותר קל להמיר חנקות לאמוניה, שבשבילם האחרונות פותחו זרזים מתאימים המבוססים על חומרים חדשים. "- פיבי ואן לנגבלדה.
החוקרים אומרים שזו לא רק הדרך הטובה ביותר להסיר חנקות ממים מזוהמים, אלא גם אלטרנטיבה ידידותית לסביבה לייצור אמוניה. כיום, הסינתזה של NH מתרחשת במסגרת תהליך האבר. טכנולוגיה זו הייתה בשימוש למעלה ממאה שנה, ויהיה קשה להחליף אותה. אבל הגישה האלקטרוכימית של החנקה יכולה להיות זולה יותר מתהליך ההבר.
יישום השיטה החדשה מתרחש בטמפרטורת החדר ומסופק בחשמל. ייצור אמוניה במקרה זה יכול להיות בקנה מידה קטן ויישום מקומי.
"בדרך זו, אינך צריך לאחסן כמויות מזון גדולות עם סיכוני בטיחות. הפיצוץ בביירות, למשל, היה קשור לאחסון דשן ללא מכולות "- פיבי ואן לנגבלדה.
כותבי העבודה מציינים כי לפני שניתן ליישם בפועל את ההמרה האלקטרוכימית של חנקתי לאמוניה, יש צורך במחקר בסיסי נוסף - למשל מחקר על זרזים מתאימים ויצירת תוצרי לוואי. זה משאיר את השאלה איזה מי שפכים מתאימים לתהליך זה. לדוגמה, זרמי פסולת מתחנות כוח גרעיניות ותעשייה עשויים להיות מתאימים, אך הם מכילים גם חומרים העלולים לשבש את התהליך.
"כמות החנקות במי התהום המזוהמים נמוכה מדי ליישום זה. לכן, יידרש שלב ריכוז חנקתי נוסף. לפיכך, עדיין יש להתגבר על כמה מכשולים, אך גישה זו נראית מבטיחה. זה יכול לסייע בשיקום מחזור החנקן העולמי ", מסכמים החוקרים.
