Новости / Планета Земля / Разработана новая технология извлечения атмосферного азота
29.02.2024
Разработана новая технология извлечения атмосферного азота
Азот является важным биогенным элементом и одним из основных компонентов атмосферного воздуха. Однако перевод атмосферного азота в биологически активное состояние весьма сложен ввиду нестабильности его молекул. Этот процесс осуществляется специализированными микроорганизмами в виде азотфиксирующих бактерий.
Искусственная методика перевода молекулярного азота в аммиак была разработана в 1918 г. Ф. Габером. Промышленную технологию связывания атмосферного азота на ее основе, названную методом Габера, создал в 1931 г. К. Бош.
Эта технология обширно используется для получения аммиака по сей день, служащего в основном для производства азотных удобрений. Однако она обладает рядом недостатков, сводящихся к негативному влиянию на окружающую среду. Это связано, прежде всего, с большим расходом топлива на обеспечение высоких давлений и температур, предполагаемых методикой. Так, на ежегодный синтез более 180 млн т аммиака уходит до 5% добываемого газа. К тому же в химической реакции используются катализаторы. Поэтому уже несколько десятилетий ведутся разработки более эффективной альтернативной технологии, которые не продвинулись далее лабораторных установок.
20 февраля были оглашены результаты 3-летнего проекта трех китайских университетов. Ими разработан плазменный метод фиксации атмосферного азота с использованием воды. Реакцию осуществляет разрядное устройство при комнатной температуре.
Конечные продукты представляют собой нитроксил (азанон) и гидроксиламин. Оба вещества подходят для производства азотных удобрений. К тому же нитроксил обладает защитными свойствами (например, для нейронных клеток), а гидроксил подходит для синтеза полимеров, включая капрон, и производства лекарств, например, парацетамола.
Разработчики уверены в экономическом потенциале новой технологии. В дальнейшем они намерены приступить к ее промышленной реализации путем постройки более масштабного химического реактора. Для этого необходимо предварительно изучить физико-химические особенности реакции экспериментальными методами.
Путем анализа климатических данных за первые 2 десятилетия текущего века ученые выяснили, что озеро Себха-эль-Мелах на северо-западе Сахары периодически заполняется штормами из Атлантического океана, а не муссонными дождями с юга, как предполагалось. Это раскрывает потенциальное влияние данных процессов на регион в прошлом и будущем. »»»
Путем моделирования ученые подтвердили формирование первичной земной коры механизмом дифференциации исходного расплава и установили, что она характеризовалась неоднородностью, проявляемой по аномалиям неодима-142, и могла стать исходным материалом для формирования архейских пород. »»»
Путем моделирования ученые выяснили, что масштабные проявления вулканизма в конце архея приводили к повышению парникового эффекта за счет насыщения атмосферы углекислым газом, который интенсифицировал выветривание на молодых континентах. Высвободившиеся биогенные элементы с поверхностным стоком поступали в океан, способствуя распространению фотосинтезирующих микроорганизмов и, следовательно, росту концентрации кислорода. После прекращения вулканизма ресурсы быстро истощались выросшими популяциями, что вело к их сокращению. Это объясняет скачки концентрации кислорода в атмосфере до кислородной катастрофы. »»»
По результатам изучения Критической зоны Земли в США и Китае в глубоких слоях почв обнаружены микроорганизмы CSP1-3. Анализ ДНК показал, что они произошли от древних микроорганизмов, обитавших в водах гидротермальных источников. CSP1-3 выполняют ключевую роль в фильтрации воды, осуществляя переработку содержащихся в ней углерода и азота. »»»
Предполагается, что в условиях наступившей нейтральной фазы ENSO вместо Ла-Нинья это лето будет жарким, и возрастет ураганная активность в Атлантике. »»»
По результатам анализа мониторинговых данных арктических метеостанций за последние десятилетия ученые выяснили, что в данном регионе смещаются временные границы зимы, и сокращается ее общая продолжительность. Причем эти изменения проявляются неравномерно. Они согласуются с глобальными тенденциями потепления и отражают региональные особенности трансформации климата. »»»
Ученые с использованием ультрафиолетовых ламп и портативного спектрометра изучили пещеру Винд. По результатам раскрыт новый механизм ее образования. »»»
Статус самой северной точки суши был возвращен острову Inuit Qeqertaat, который являлся ей до 1978 г. Обнаруженные позже объекты, претендовавшие на это звание, оказались айсбергами. »»»
Прошедшей зимой зафиксировано минимальное значение глобальной площади морского льда. Оно стало результатом минимального уровня морского арктического ледового покрова и второго наименьшего значения для Антарктики. »»»
Ученые выяснили, что закись азота формируется в поверхностных водах путем абиотического процесса фотохемоденитрификации. Причем он происходит более интенсивно, чем считавшаяся основным источником данного газа микробная нитрификация. »»»