Дослідники розробляють нову електрохімічну технологію виробництва аміачних добрив з сечовини
Група японських вчених на чолі з молодшим доцентом Норіхіро Сузукі з Токійського університету наук працюють над проєктом безпечного та сталого «космічного» землеробства, аби уможливити виробництво їжі в закритих середовищах, як, наприклад, космічна станція.
Це дослідження, опубліковане у журналі New Journal of Chemistry. Королівського хімічного товариства.
Розуміючи, що фермери тисячоліттями використовували відходи тварин як добриво і джерело азоту, доктор Сузукі та його команда досліджували можливість виготовлення їх із основного компонента сечі для отримання рідкого добрива.
Це також дозволить одночасно вирішити проблему поводження з людськими відходами або управління ними в космосі. Як пояснює доктор Судзукі, цей процес представляє інтерес з точки зору отримання корисного продукту, тобто аміаку, із відходів, тобто сечі, за допомогою спеціального обладнання при атмосферному тиску та кімнатній температурі.
Дослідницька група, до складу якої також входять Акіхіро Окадзакі, Кай Такагі та Ізумі Серізава з Orc Manufacturing Co. Ltd., Японія, розробила "електрохімічний " процес отримання іонів амонію (зазвичай присутніх у стандартних добривах) зі штучного зразка сечі. Їх експериментальна установка була проста: з одного боку була «реакційна» осередок з електродом з "легованого бором алмазу"(BDD) і світлоіндукованим каталізатором або матеріалом "фотокаталізатор" з діоксиду титану. На іншому "лічильник " з простим платиновим електродом. У міру проходження струму в реакційну осередок сечовина окислюється, утворюючи іони амонію.
"Я приєднався до компанії Space Agriteam, що займається виробництвом продуктів харчування, моя дослідницька спеціалізація - фізична хімія; тому мені прийшла в голову ідея "електрохімічного" приготування рідкого добрива", - розповів Доктор Сузукі.
Потім дослідницька група перевірила, чи буде клітина більш ефективною в присутності фотокаталізатора, порівнявши реакцію клітини з ним і без нього. Вони виявили, що, хоча початкове виснаження сечовини було більш-менш однаковим, утворюються іони на основі азоту варіювалися як у часі, так і в розподілі, коли був введений фотокаталізатор. Примітно, що концентрація нітрит-і нітрат-іонів не була такою підвищеною в присутності фотокаталізатора. Це припускає, що присутність фотокаталізатора сприяло утворенню іона амонію.
«Ми плануємо провести експеримент із реальними зразками сечі, оскільки він містить не тільки первинні елементи (фосфор, азот, калій), але й вторинні елементи (сірка, кальцій, магній), які є життєво важливими для живлення рослин. Тому доктор Сузукі та його команда оптимістичні, що цей метод забезпечує міцну основу для виробництва рідких добрив у закритих приміщеннях», – зазначив доктор Судзукі.
Також читайте: