شفقنا – یک اختراع جدید، همزمان دو مشکل جهانی را حل می‌کند: آلودگی فاضلاب و تولید گران کود. پژوهشگران اسفنج‌هایی شناور طراحی کرده‌اند که با استفاده از نور خورشید، می‌توانند آمونیاک، منبع اصلی نیتروژن برای گیاهان، را با روشی پاک و ارزان از فاضلاب بازیابی کنند.

به گزارش سرویس ترجمه شفقنا، بیش از یک قرن پیش، فرآیند هابر-بوش با تبدیل نیتروژن هوا به کود آمونیاک، جهان را از قحطی نجات داد. اما این فرآیند پرکاربرد، به انرژی زیادی نیاز دارد و انتشار کربن بالایی (۳.۲۷ تن CO₂ معادل به ازای هر تن آمونیاک) تولید می‌کند.

بازیابی آمونیاک از پساب‌های کشاورزی و صنعتی می‌تواند هم انتشار کربن را کاهش دهد و هم فشار را بر صنایع شیمیایی برای تولید صدها میلیون تن آمونیاک سالانه، کم کند.

در این مطالعه اخیر، پژوهشگران موفق شدند با استفاده از نور خورشید و بدون هیچ ماده شیمیایی یا انرژی اضافی، آمونیاک را با خلوص ۹۹.۸٪ و با نرخ ۰.۶ مول بر متر مربع در ساعت از فاضلاب حاوی کلرید آمونیوم (NH₄Cl) بازیابی کنند.

این اسفنج‌ها که از MXene (Ti₃C₂) ساخته شده‌اند، با جذب موثر انرژی خورشیدی و تبدیل آن به گرما، واکنش شیمیایی لازم برای بازیابی آمونیاک را در سطح آب ایجاد می‌کنند. گروه -NH₂ پیوند خورده در این اسفنج‌ها، یون‌های H⁺ را جذب کرده و تعادل شیمیایی را به سمت تولید آمونیاک جابه‌جا می‌کند.

این فناوری جدید، اسید هیدروکلریک را به عنوان یک محصول جانبی با ارزش تولید می‌کند و با قرار گرفتن زیر نور خورشید قوی‌تر، خود را به طور کامل بازسازی می‌کند.

تحلیل‌های چرخه عمر و فنی-اقتصادی نشان داد که این روش نسبت به روش‌های سنتی مزایای زیست‌محیطی و هزینه قابل توجهی دارد. به عنوان مثال، این استراتژی بازیابی آمونیاک تنها ۰.۱۰۲ تن CO₂ معادل منتشر می‌کند که ۳۰ برابر کمتر از فرآیند سنتی هابر-بوش است.

این نوآوری می‌تواند به ویژه برای کشورهایی مانند چین که سالانه بیش از ۱۰ میلیون تن پساب حاوی آمونیاک را وارد سیستم‌های آبی می‌کنند، حیاتی باشد. پژوهشگران تأکید می‌کنند که برای بهینه‌سازی این فناوری، نیاز به مطالعات بیشتری برای تطبیق آن با ویژگی‌های خاص فاضلاب، فصول، مکان‌ها و انواع صنایع مختلف وجود دارد.

این خبر را اینجا ببینید.