Ученые превратили канализационные стоки в удобрения с прибылью $2-4 за килограмм

Отходы в золото солнечной энергии

Группой химиков из Бразилии и США разработан электрокатализатор, который может преобразовывать канализационные стоки в азотные удобрения. Для этого используются солнечная электроэнергия и тепло. По информации пресс-службы американского Стэнфордского университета, производство одного килограмма азотных удобрений с помощью этой технологии принесет от 2 до 4 долларов прибыли.

Наш проект посвящен превращению проблемных отходов в источник полезных ресурсов. Наша система позволяет извлекать нутриенты из канализационных стоков, которые обычно просто сбрасываются в окружающую среду и вызывают проблемы, и использовать их для производства азотных удобрений без использования внешних источников электричества,

- объяснил доцент Стэнфордского университета (США) Уильям Тарпе, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Как отмечают ученые, большая часть азотных удобрений производится из аммиака. Для его получения на протяжении десятилетий применяется реакция, разработанная немецкими химиками Фрицем Габером и Карлом Бошем в начале XX века. Этот процесс требует нагрева смеси азота и водорода до очень высоких температур, что приводит к значительному расходу энергии. В результате, производство удобрений является одним из основных источников выбросов углекислого газа в атмосферу.

Для решения этой проблемы бразильские и американские химики создали электрокатализатор на основе катионной и газообменной мембраны. Он эффективно преобразует ионы аммония (NH4), содержащиеся в больших количествах в отходах жизнедеятельности и сточных водах, в молекулы аммиака. Этот газ затем вступает в реакцию с серной кислотой, образуя сульфат аммония - распространенную форму азотных удобрений.

Источником энергии для катализатора служит обычная солнечная батарея. Она одновременно питает электроды из стали, иридия, титана и таллия, соединенные с обеих сторон катионной мембраны. Также солнечная энергия используется для нагрева сточных вод, что ускоряет реакции с участием ионов аммония и молекул аммиака.

Ученые подобрали оптимальные напряжение и температурный режим для работы установки, что позволило повысить ее КПД на 59% и увеличить выход аммиака на 22%. Эксперименты с реальными образцами отходов показали, что установка может работать без внешнего источника питания длительное время и производить удобрения с коммерческой выгодой даже в умеренных широтах.

Как сообщается со ссылкой на химиков, если подобная система будет установлена в жарких странах Африки, производство каждого килограмма сульфата аммония принесет до 4 долларов прибыли, учитывая местные цены на удобрения. Это делает такие системы особенно привлекательными для предпринимателей.