تقنية جديدة لتصنيع الأمونيا تفتح الآفاق للتحول إلى الطاقة المتجددة

نشر باحثون في جامعة هيروشيما اليابانية مؤخراً نتائج دراسة حديثة، في مجلة الكيمياء الفيزيائية، تكشف النقاب عن نجاحهم في تصنيع الأمونيا ضمن الضغط العادي.

وتظهر الدراسة عملية واعدة جدا يمكن استخدامها في تخزين ونقل الطاقة المتجددة، ويعتمد على هذه العملية طيف واسع من الموارد مثل الرياح والطاقة الشمسية.

وقال هيروكي مياوكا، مؤلف الدراسة والأستاذ المساعد في مركز العلوم الوطنية للبحوث الأساسية والتنمية في جامعة هيروشيما، إن "هدفنا النهائي هو الوصول إلى إنتاج الأمونيا على نطاق صغير؛ للاستفادة بشكل فعال من الطاقة المتجددة"؛ وفقا لموقع "تك إكسبلور".

ومنذ فوز الكيميائي الألماني فريتز هابر عام 1918 بجائزة نوبل لتخليق الأمونيا من النيتروجين والهيدروجين، لعبت الأمونيا دورا مهما في صناعة الأسمدة.

وأصبح نصف الإنتاج العالمي من الغذاء معتمدا عليها، لكن دورا جديدا أكتشفه العلماء للأمونيا حديثا، يتمثل في قدرتها المميزة على حمل الطاقة، فهي تمتلك 9 أضعاف كثافة الطاقة مقارنة ببطاريات أيون الليثيوم، وثلاثة أضعاف الهيدروجين المضغوط.

لكن العمليات التقليدية لصنعها تتطلب درجة حرارة مرتفعة وضغطا مرتفعا، وهي شروط غير متوفرة في تخزين الطاقة المتجددة والبنية التحتية لوسائل النقل.

وتقوم عملية تصنيع الأمونيا عادة على دمج هيدريد الليثيوم مع النيتروجين لينتج عنه إيميد اللثييوم، الذي يتفاعل بدوره مع الهيدروجين.

وهي عملية تستغرق وقتا طويلا وتحتاج شروطا يصعب تحقيقها في توزيع الطاقة المتجددة، لذلك استخدم الباحثون أكسيد الليثيوم كرافعة جزيئية لتصنيع الأمونيا في ظروف الضغط العادية ودرجات حرارة أقل من 400 درجة مئوية، ما سرع التفاعلات الكيميائية وأنتج الأمونيا في وقت أقل بكثير.

وقال مايوكا إن "عملية الحلقة الكيميائية مفيدة لتصنيع الأمونيا على نطاق صغير، وفي وقت قصير وبمعدات بسيطة نسبيا تحت ظروف ضغط وحرارة معتدلة، ما يرفع سقف الإنتاج ويغني عن الحاجة إلى محفزات معدنية باهظة التكاليف؛ مثل عنصر الروثينيوم.

وهذا يفتح الباب أمام تصنيع الأمونيا على نطاق أصغر، دون الحاجة إلى مصانع كبيرة وشروط معقدة، فضلا عن اكتشاف تقنيات تسهل توليد الطاقة النظيفة، ونقلها وتخزينها بمرونة واستدامة، للوصول إلى الهدف النهائي في وقف انبعاثات الكربون نهائيا.