Стандартный метод промышленного производства аммиака был разработан Фрицем Габером и Карлом Бошем в начале XX века взамен природных источников азотных удобрений. Этот процесс оказался весьма энергоемким: он требует температуры 400 градусов Цельсия и давления 200 атмосфер, а значит, весьма дорогостоящего и громоздкого оборудования. В некоторых регионах мира, где таких заводов вообще нет, например, в Черной Африке или Юго-Восточной Азии, цены на удобрения очень высокие. Кроме того, новых подходов требует экологическая повестка.

Основной источник парниковых газов, которые выбрасывают в атмосферу современные заводы по производству аммиака, — процесс получения водорода, необходимого для процесса Габера. Специалисты из Массачусетского технологического института предложили новый способ получения аммиака, который был бы не только экологически чистым, но и недорогим. Они выяснили, что в некоторых регионах планеты водород вырабатывается естественным путем, посредством химических реакций между водой и богатыми железом горными породами. И предположили, что этот геохимический процесс можно создать искусственно, закачав воду, обогащенную медными и никелевыми катализаторами, в почву в местах залегания богатых железом пород.

«Мы можем использовать Землю как фабрику по производству чистого водорода», — сказал профессор Ивнетим Абате, соавтор исследования.

Технологический процесс, придуманный профессором Абате и его коллегами, полностью происходит под землей. Единственное соединение, которое придется выкачивать на поверхность — сам аммиак, который легко хранить и транспортировать. А единственный дополнительный ингредиент, который понадобится, — соли азотной кислоты или газообразный азот, которые вместе с водой и катализаторами закачивают в землю. Затем, когда водород после взаимодействия с железом начнет выделяться из воды, его молекулы тут же соединятся с атомами азота в воде, а подземная среда обеспечит высокие температуру и давление, необходимые для процесса Габера. Останется лишь пробурить по соседству колодец, и можно будет выкачивать аммиак и заливать его в баки.

Еще одно преимущество предложенной технологии — использование в качестве источника воды для «геологического аммиака» неочищенных сточных вод, уже богатых азотом. Заодно их можно будет очищать, пишет MIT News.

Летом прошлого года в Дании открылся первый завод по производству чистого аммиака. Предприятие способно производить 5000 тонн «зеленого» аммиака в год исключительно на солнечной и ветровой энергии, предотвращая выброс 8200 тонн углекислого газа ежегодно.