Phát triển phương pháp tổng hợp amoniăc nhẹ nhàng hơn để bảo vệ môi trường

10:15 SA @ Thứ Tư - 19 Tháng Sáu, 2019

Vừa qua, các nhà nghiên cứu tại Viện Vật lý Hóa học Đại Liên thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã phát triển một phương pháp “nhẹ nhàng hơn” để tổng hợp amoniăc ở nhiệt độ và áp suất thấp hơn so với phương pháp hiện nay. Quá trình mới này hứa hẹn sẽ tiết kiệm năng lượng và giảm lượng khí thải cacbon đioxit.

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc cho biết, quá trình tổng hợp mới nói trên sử dụng phương pháp tạo vòng hóa học dựa trên hydrua kim loại và imit. Quá trình này hoạt động ở áp suất khí quyển và nhiệt độ 100-350oC, khác hẳn các điều kiện trong quy trình Haber-Bosch - hiện đang được nhiều nước trên thế giới sử dụng để sản xuất amoniăc - ở áp suất 100-200 bar và nhiệt độ 350-450oC.

Amoniăc có vai trò quan trọng trong sản xuất phân bón nitơ, lưu trữ và vận chuyển năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, sản xuất amoniăc hiện nay tiêu tốn rất nhiều năng lượng - khoảng 1-2% sản lượng năng lượng trên thế giới. Ngoài ra, cứ mỗi tấn NH3 được sản xuất ra sẽ đi đôi với việc phát thải 1,9 tấn CO2 vào khí quyển.

Vì vậy, để giải quyết những thách thức về năng lượng và môi trường, các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển một quy trình mới, cho phép tổng hợp NH3 từ khí nitơ, nước và năng lượng tái tạo. Đó là quy trình sử dụng các imit của kim loại kiềm và kiềm thổ làm chất mang nitơ, chất mang này giữ vai trò hợp chất trung gian hỗ trợ sản xuất NH3 thông qua quá trình tạo vòng hóa học hai giai đoạn ở điều kiện phản ứng nhẹ nhàng. Giai đoạn thứ nhất là cố định nitơ nhờ khử khí nitơ bằng các hyđrua kim loại kiềm hoặc kiềm thổ để tạo thành các imit. ở giai đoạn thứ hai, các imit được hyđro hóa để sản xuất NH3 và tái tạo các hyđrua kim loại. Hai giai đoạn này có thể được tăng tốc nhờ tác dụng xúc tác của kim loại chuyển tiếp. Quá trình tạo vòng hóa học được hỗ trợ bởi BaNH và được xúc tác bằng Ni, có thể tạo ra NH3 trong phạm vi nhiệt độ 100-350oC và ở áp suất khí quyển. Tốc độ sản xuất NH3 cao hơn một bậc so với tốc độ của quá trình xúc tác nhiệt thông thường.

Theo các nhà nghiên cứu Trung Quốc, đây là một giải pháp đầy hứa hẹn cho việc khai thác và lưu trữ năng lượng tái tạo một cách hiệu quả. ưu điểm của phương pháp mới là hoạt động ở áp suất khí quyển và tổng hợp NH3 theo kiểu phân tán, cục bộ.

Phạm Huệ

Theo ChemistryWorld, 10/2018

TIN KHÁC

Tin mới