Australia se bazează în mare măsură pe ureea importată pentru a satisface nevoile sectorului său agricol, importând aproximativ 3,8 milioane de tone în 2024. În același timp, țara se confruntă cu o presiune tot mai mare de a reduce emisiile industriale în mai multe sectoare. Cercetătorii de la Universitatea din New South Wales încearcă să abordeze ambele provocări prin dezvoltarea unei tehnologii care transformă deșeurile de dioxid de carbon și poluanții cu azot în îngrășământ cu uree, creând potențial o sursă internă a acestui input agricol esențial, reducând în același timp impactul asupra mediului.
De la bancă de laborator la scară industrială
Spre deosebire de cercetarea fundamentală tipică care se încheie în stadiul de laborator, echipa UNSW urmărește în mod activ traducerea la scară{0}}industrială. Cercetătorii folosesc electrolizoare de uree, dispozitive considerate repere pentru producția scalabilă de uree, pentru a testa fezabilitatea transformării emisiilor în îngrășământ la o scară mai mare. Pentru a înțelege cum se comportă materialele în condiții reale-lumea, echipa a folosit caracterizarea avansată a fasciculului de electroni-la Sincrotronul australian. Această tehnică le permite să observe reacțiile chimice în timp real, generând date critice pentru implementarea industrială viitoare.
Dr. Daiyan, conducătorul proiectului, subliniază că o inginerie atentă a catalizatorului și monitorizarea-în timp real sunt esențiale pentru asigurarea selectivității și eficienței, în special atunci când treceți de la condiții controlate de laborator la medii industriale.
Abordarea dependenței de uree a Australiei
În ciuda faptului că este un exportator agricol major, Australia nu produce suficientă uree pe plan intern, lăsând sectorul vulnerabil la fluctuațiile pieței globale. „Această dependență este o păcat, precum și o vulnerabilitate strategică”, a spus dr. Daiyan. Prin producerea locală de uree curată din energie electrică regenerabilă și carbon rezidual, țara ar putea reduce dependența de importuri și ar putea îmbunătăți rezistența lanțului de aprovizionare. Abordarea se aliniază, de asemenea, cu controlul de reglementare din ce în ce mai mare al emisiilor, care se extinde acum dincolo de dioxidul de carbon pentru a include și alți poluanți pe bază de azot-.
Cercetarea evidențiază modul în care principiile chimiei circulare pot integra fluxurile de deșeuri din fabricile de ciment și reziduurile agricole în producția de îngrășăminte, transformând provocările de mediu în produse valoroase din punct de vedere comercial.
Abordarea captării și conversiei carbonului
Spre deosebire de tehnologiile de captare directă a aerului, metoda UNSW se concentrează pe utilizarea emisiilor inevitabile din surse industriale și biogene. Testele timpurii de laborator arată rezultate promițătoare în selectivitate, sugerând că CO₂ din operațiunile industriale existente poate fi transformat eficient în uree. Proiectul este încă în dezvoltare, dar reprezintă o cale practică de transformare a poluanților de carbon și azot în materiale necesare agriculturii, substanțelor chimice și producției de combustibil.
Dr. Daiyan a prezentat aceste constatări la Conferința Națiunilor Unite privind schimbările climatice, pledând pentru investiții în soluții de economie circulară. "Există suficient dioxid de carbon în jur. Trebuie doar să începem să gândim și să investim într-o economie circulară", a spus el.
Cronologie și perspective industriale
Scalarea unui proces de laborator la o aplicație industrială durează de obicei peste un deceniu, dar echipa UNSW își propune să accelereze această cronologie. Dr. Daiyan estimează că, în decurs de doi până la trei ani, proiectul ar putea asigura un partener din industrie pentru a începe teste-pilot-la scară. Succesul ar demonstra că industriile-intensive de emisii pot genera valoare din fluxurile lor de deșeuri, atingând simultan obiectivele de mediu.
În cele din urmă, această cercetare ilustrează potențialul chimiei circulare de a remodela producția industrială. Prin transformarea deșeurilor de carbon și azot în îngrășăminte, Australia ar putea consolida lanțurile de aprovizionare interne, ar putea reduce emisiile și ar putea contribui la un sector chimic mai durabil. După cum notează dr. Daiyan, „O inginerie atentă a catalizatorului, asociată cu caracterizarea-în timp real, poate transforma problemele de mediu în oportunități”.
