Los científicos evalúan cómo se puede hacer que la producción de amoníaco sea más sostenible.

¿Alguna vez te has preguntado sobre el impacto de carbono del cultivo de tu cena? Los científicos acaban de encontrar una nueva forma de calcular parte de ella.

El amoníaco es un ingrediente clave en la fabricación de fertilizantes para la producción mundial de alimentos y también contribuye significativamente a las emisiones globales de gases de efecto invernadero y al consumo de combustibles fósiles. Recientemente, científicos del Departamento de Energía de los Estados Unidos (GAMA) El Laboratorio Nacional de Argonne modeló cuánto costaría usar métodos más ecológicos que emitan menos carbono para producir amoníaco.

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El uso de amoníaco como fertilizante provoca emisiones de gases de efecto invernadero que han sido cuantificadas recientemente por científicos de Argonne. Imagen cortesía de Cynthia Shahan, CleanTechnica.

El amoníaco se produce principalmente mediante el reformado del gas natural, un proceso que contribuye a las emisiones atmosféricas de dióxido de carbono y metano.«El objetivo final es utilizar energía renovable o nuclear e hidrógeno limpio para hacerlo”, dijo el científico principal de Argonne, Amgad Elgowainy.

Elgowainy y sus colegas utilizaron los gases de efecto invernadero, las emisiones reguladas y el uso de energía en tecnologías de Argonne (SALUDAR®) modelo para estimar el impacto ambiental de la producción de amoníaco a partir de diferentes fuentes de energía. Luego utilizaron un modelo tecnoeconómico para estudiar los costos de dos formas diferentes de producir amoníaco de manera más sostenible.

La primera forma evita parte de la liberación de carbono al capturar un cierto porcentaje del carbono producido y luego almacenarlo en formaciones geológicas. Esta vía tecnológica se puede implementar de manera relativamente económica, ya que los costos totales para producir el amoníaco solo aumentan alrededor del 20%.

La otra ruta casi libre de carbono consiste en electrolizar agua para producir hidrógeno, que luego se combina con nitrógeno para producir amoníaco.«El uso de energía renovable o nuclear para dividir el agua a través de la electrólisis nos brinda una forma de producir amoníaco casi sin impacto de CO2”, dijo Elgowainy.«Sin embargo, el costo de hacerlo es actualmente más alto que la ruta de captura de carbono”.

Según Elgowainy, existe un margen significativo para la reducción de costos en la tecnología de electrólisis que, en última instancia, podría hacer que la ruta de la electrólisis del agua sea más rentable.«La investigación en esta área podría terminar cambiando significativamente el mercado, pero se necesitarán inversiones para desarrollar y expandir la producción de las tecnologías de electrólisis”, dijo.«Para cumplir con la reducción de costos y las ganancias de eficiencia GAMAEl objetivo de $ 1 / kg de hidrógeno limpio, la vía de la electrólisis podría permitir una forma asequible y casi libre de carbono para producir amoníaco «.

Un artículo basado en el estudio,«Desempeño tecnoeconómico y ciclo de vida THG Emisiones de varias vías de producción de amoníaco, incluida la producción convencional, de captura de carbono, de energía nuclear y renovable”, apareció en la edición del 13 de mayo de Green Chemistry.

Además de Elgowainy, otros autores incluyen a Kyuha Lee de Argonne, Xinyu Liu, Pradeep Vyawahare, Pingping Sun y Michael Wang.

El trabajo fue financiado por la GAMAAgencia de Proyectos de Investigación Avanzada – Energía MARINERO Programa.

Cortesía del Laboratorio Nacional de Argonne. Por Jared Sagoff


 

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