Новая технология позволяет фермерам производить аммиак на месте с помощью возобновляемой энергии

Исследователи из Университета Иллинойса в Чикаго (UIC) представили новую систему, которая позволяет фермерам производить аммиак — ключевой компонент удобрений — прямо на месте, используя возобновляемую электроэнергию и доступные минералы. Технология, описанная в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, призвана снизить зависимость от крупных производств и сократить углеродный след сельского хозяйства.

Изображения (A) и схематическая иллюстрация (B) системы реактора с непрерывным потоком. Автор: Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2513960122

Аммиак, известный в быту как нашатырный спирт, является основой для производства удобрений, от которых зависит мировая продовольственная безопасность. Ежегодно в мире производится более 170 миллионов тонн этого вещества, в основном с помощью энергоёмкого процесса Габера-Боша, на который приходится 1–3% глобальных выбросов CO₂.

Профессор химической инженерии UIC Минеш Сингх и его команда предложили альтернативу. В основе их метода лежит использование кальция — распространённого минерала, который связывается с азотом из воздуха с образованием нитрида кальция. При дальнейшем взаимодействии с водородом образуется аммиак, причём весь процесс может протекать при комнатной температуре без выбросов углекислого газа.

«Столько людей по всему миру нуждаются в еде. Фермерам нужны удобрения, чтобы выращивать пищу быстрее. Я надеюсь, что наш проект поможет обеспечить удобрениями по требованию фермеров, людей и сообщества, сталкивающиеся с нехваткой продовольствия», — сказал руководитель проекта Минеш Сингх.

В настоящее время лабораторный реактор площадью 1 квадратный сантиметр производит около 1 грамма аммиака в день. Это доказательство концепции, но команда уже работает над масштабированием технологии в сотрудничестве с компанией General Ammonia Co. Цель — создать установку, способную производить около 5 кг (11 фунтов) аммиака в сутки, а в перспективе увеличить размер реактора до квадратного метра.

Учёные подали патент на процесс и планируют запустить пилотный проект в районе Чикаго. Эта технология может стать шагом к децентрализованному и экологичному производству удобрений, особенно в удалённых или развивающихся регионах.

Интересный факт: несмотря на то, что аммиак ассоциируется с резким запахом и бытовой химией, около 80% всего производимого в мире аммиака используется именно в сельском хозяйстве для синтеза азотных удобрений, без которых современное интенсивное земледелие было бы невозможно.