Karbon emisyonunu azaltmak amacıyla havada bulunan azot ile gübre üretebilen bir cihazın devrimi gerçekleşti. Araştırmacılar, tarımda devamlılığı artırabilecek bir prototip cihaz geliştirdi. Bu cihaz, yenilenebilir kaynaklardan rüzgar enerjisini kullanarak havadan azot alıyor ve gübre üretiminde önemi yüksek olan bir bileşen olan amonyak üretiyor.
Geleneksel yöntemlere yeni bir rakip
Araştırmacılar, geliştirdikleri bu teknolojinin, azot ve hidrojenin yüksek sıcaklık ve basınç altında birleştirildiği, 100 yıldan uzun süredir kullanılan yönteme alternatif olabileceğini belirtiyor. Geleneksel yöntem, küresel enerji tüketiminin %2’sini ve yıllık karbon emisyonlarının %1’ini oluşturuyor. Yeni yaklaşım ise düşük maliyetle, temiz ve çevre dostu bir üretim yöntemi sunuyor.1
Cihazın çalışma prensibi ise, havayı katalizör kaplı bir ağdan geçirerek reaksiyonun gerçekleşmesini sağlıyor. Azotun havadan, hidrojenin ise su buharından elde edildiği bu sistem, oda sıcaklığında ve standart atmosferik basınçta çalışıyor ve harici bir enerji kaynağına ihtiyaç duymuyor.
Taşınabilir ve çevreci bir çözüm
Bu taşınabilir cihaz, çiftçilere gübre üretiminde tam bağımsızlık sağlayabilir. Çiftliklere entegre edilerek gübre üretimi yerinde yapılabilir, böylece nakliye kaynaklı emisyonlar ve maliyetler ortadan kalkar. Araştırmanın lideri Prof. Zare, bu yenilikle havadaki azotu devamlı bir şekilde kullanılabildiğini ortaya koyuyor. Zamanla daha büyük ağ sistemleri geliştirerek üretim kapasitesinin artırılması hedefleniyor.
Amonyak sadece gübre için değil, yenilenebilir enerjinin taşınması ve depolanması için de kritik bir role sahip. Hidrojene kıyasla daha yüksek enerji yoğunluğuna sahip olan amonyak, enerji sektöründe karbon salınımını azaltmada kilit bir oyuncu olabilir.2
Tarımın geleceği: Havadan gübre üreten prototip cihaz
Çevremizdeki hava, tarımı daha sürdürülebilir hale getirmek için güçlü bir çözüm sunuyor. Stanford Üniversitesi ile Suudi Arabistan’daki Kral Fahd Petrol ve Mineraller Üniversitesi’nden araştırmacılar, rüzgar enerjisini kullanarak havadan amonyak üretebilen bir prototip cihaz geliştirdi. Araştırma, Science Advances dergisinde yayımlandı ve teknolojinin ilk kez laboratuvar dışında, sahada denenmesini içeriyor. Araştırmacılar, bu cihazın gelecekte sulama sistemlerine entegre edilerek çiftçilerin gübreyi doğrudan havadan üretmesini sağlamayı hedefliyor.
Prof. Zare’nin çalışmalarının ışığında bu yeni teknoloji, havadaki azotu kullanarak sürdürülebilir bir şekilde amonyak üretmesini sağladığı gözlemleniyor. Ayrıca bu cihazın tarımda merkezi olmayan ve çevre dostu bir yaklaşım için önemli bir adım olduğu öngörülüyor.
Daha temiz bir alternatif
Cihazın tasarım aşamasında bulunan araştırmacılar, nem, rüzgar hızı, tuz seviyeleri ve asitlik gibi çevresel faktörlerin amonyak üretimine etkisini inceledi. Aynı zamanda, su damlacıklarının boyutu, çözeltinin konsantrasyonu ve suyun çözünmeyen malzemelerle etkileşimi gibi parametreler de analiz edildi. En uygun amonyak üretim koşullarını belirlemek için demir oksit ve florlu-sülfürlü bir asit polimerinin karışımını test ettiler.
Stanford ekibinin yöntemi, havadan azot ve su buharından hidrojen elde ederek temiz ve düşük maliyetli bir şekilde amonyak üretiyor. Hava, katalizör kaplı bir ağdan geçirilerek gerekli reaksiyon sağlanıyor. Bu yöntemle, sera tarımında hidroponik gübre olarak kullanılabilecek kadar yüksek konsantrasyonda amonyak üretildi. Çalışmanın baş yazarlarından Song, Bu yaklaşımın, amonyak üretiminin karbon ayak izini önemli ölçüde azalttığını ortaya koydu.
Laboratuvar deneylerinde, suyun bir püskürtme sistemiyle geri dönüştürülmesiyle, yalnızca iki saat içinde seralarda bitki gübrelemesi için yeterli amonyak üretildi. Mikroporöz taş malzemeden bir filtre kullanılarak, daha geniş tarımsal uygulamaları destekleyecek kadar amonyak üretilebileceği gösterildi.3
Fosil yakıtsız bir gelecek
Cihazın ticari kullanıma sunulması 2-3 yıl alabilir. Çalışmanın ortak yazarı Basheer’e göre, bu süre zarfında daha büyük ağ sistemleriyle üretim kapasitesinin artırılması hedefleniyor. Bu yenilik, amonyağı nakliye ve enerji üretimi gibi endüstrileri karbonsuzlaştırmada kilit bir unsur haline getiriyor.
Zare ise araştırma raporunda yeşil amonyak’ın sürdürülebilirlik için yeni bir sınır olduğunu belirtiyor. Bu yöntem ekonomik olarak ölçeklenebilirse, birçok sektörde fosil yakıtlara olan bağımlılığımızı büyük ölçüde azaltabilir.
Kaynaklar
- https://www.enn.com/articles/75746-new-device-produces-critical-fertilizer-ingredient-from-thin-air-cutting-carbon-emissions
- https://www.techexplorist.com/new-device-produces-ammonia-from-thin-air-cutting-carbon-emissions/94607/
- https://techxplore.com/news/2024-12-prototype-device-critical-fertilizer-ingredient.html