У модного сегодня водорода в качестве топлива появилась неожиданная альтернатива – использующийся в качестве удобрения аммиак. Почему инженеры заявляют о способности аммиака «воплотить в жизнь мечту человечества о безуглеродной энергии», чем он лучше других энергоносителей и как все это связано с глобальным потеплением на планете?
По страницам мировой прессы прокатилась волна сообщений о проектах производства аммиака из природного газа, а также поставок этого вещества странам, разрабатывающим двигатели для морского и автомобильного транспорта. Моторы эти, по оценкам экспертов американского портала Oil Price, могут «сильно поуменьшить интерес потребителя к электромобилям и переориентировать покупателей на машины с аммиачными ДВС». Заводы по производству аммиачного топлива начинают строиться в Саудовской Аравии, Австралии, Канаде, Норвегии.
Как два химика решили глобальную проблему
Аммиак используется человечеством давно – но совсем в других целях. Примерно век назад мир столкнулся с надвигающимся продовольственным кризисом. Быстрый рост населения поставил фермеров перед необходимостью не только увеличить объемы выращиваемой продукции, но и добиться более быстрого созревания урожая. Азотфиксирующие бактерии в почве не успевали размножаться в нужном количестве, чтобы решать две названные задачи, а запасы гуано и природных нитратов в Южной Америке, которые фермеры применяли в качестве удобрений, сокращались.
Именно тогда немецкие химики Фриц Габер и Карл Бош разработали способ синтезирования аммиака, соединяя под давлением водород и атмосферный азот. Метод Габера-Боша (за открытие которого эти химики получили Нобелевскую премию) и поныне считается «решением одной из самых глобальных проблем, стоявших перед человечеством» (как называли это тогда). Поскольку именно продукт, получаемый в результате названной выше реакции, позволяет мировому сельскому хозяйству иметь то огромное количество синтезированных удобрений, которое природа создать не может.
Теперь же, по мнению экспертов, аммиак может сыграть свою роль в предотвращении еще одной глобальной проблемы, вызванной человечеством, – чрезмерного выброса углекислоты в атмосферу. И остановить эту катастрофу, считают сегодня многие ученые, способен аммиак (NH3). А точнее, перевод энергетики «на аммиачные рельсы».
Во-первых, потому что он может стать идеальным хранилищем для водорода, который в нужное время и в нужном месте отдаст на использование в топливных элементах и турбинах без выбросов вредных газов. Во-вторых, аммиак может стать экологичным топливом для электростанций и транспортных средств, морских и речных судов в первую очередь.
Преимущества аммиака-топлива
В отчете, составленном датской фирмой Haldor Topsoe, занимающейся технологиями производства аммиака, отмечен ряд преимуществ, которые аммиак-топливо имеет над другими видами горючего. Плотность энергии у аммиака – 12,7 МДж/л, что значительно выше даже, чем у жидкого водорода (8,5 МДж/л). Жидкий водород должен храниться при температуре минус 253°C, тогда как для хранения аммиака требуются всего лишь минус 33°C. Кроме того, благодаря столетнему опыту использования аммиака в сельском хозяйстве уже существует обширная инфраструктура по производству этого продукта. Ежегодно в мире его производится около 180 млн метрических тонн, а 120 портов оборудованы аммиачными терминалами.
Первоначальное внимание движения за экологически чистую энергию уделялось литию благодаря большому вниманию, уделяемому рынкам электромобилей. Но он не в состоянии обеспечить достаточное количество электричества для поддержки полного перехода более тяжелых отраслей промышленности на чистые и устойчивые источники энергии. У аммиака же плотность энергии в девять раз выше, чем у литиево-ионных батарей. Он имеет удельную энергию в 1,8 раза больше, чем водород.
Аммиак менее воспламеним, чем бензин и керосин, его легче транспортировать, и он более экономичен. Да и заправлять им баки кораблей или автомобилей можно очень быстро, в отличие от зарядки аккумуляторов электрокаров.
Тони Уилл, генеральный директор CF Industries, крупнейшего в мире производителя аммиака, видит фундаментальный сдвиг в перспективах отрасли. «До этого момента мы занимались продажей азотной составляющей молекулы, – говорит он. – Теперь рынку интересна водородная часть молекулы, и у нее огромные перспективы».
По прогнозам отраслевых аналитиков Fior Markets, ожидается, что мировой рынок аммиака продолжит рост и к 2025 году достигнет отметки в 81,42 млрд долларов США. Судовладельцы и отраслевые аналитики сходятся во мнении, что аммиак может сыграть решающую роль в декарбонизации грузовых судов, что позволит к 2050 году сократить выбросы углерода на 50% по сравнению с уровнем 2008 года.
Комментарии
Как прелестно, запах у него тоже приятный и при вдыхании он абсолютно безопасен...
Очень символично, что приятный запах аммиака используется в медицине для приведения пациентов в сознание.
скока-скока его на ватке ??? а если прохудится емкость с жидким ??? реальная душегубка..
Вааще-то аммиак относится к высотксичным соединением (более токсичный чем метанол). Аварии с аммиаком (нарпимер промышленные холодильные установки типа склад используют аммиак) приравниваются к авариии на химзаводе.
На судах, перевозящих жидкий аммиак, есть софт для расчета зоны поражения при выбросах газа в зависимости от направления и скорости ветра.
Очень напоминает картину атомного взрыва на местности по последствиям.
Полностью поддержу, в реальной работе очень опасное вещество, он, кстати, полностью и мгновенно отрубает обоняние при высокой концентрации, так что перед смертью вонь не мучает.
Главное, синтетический метан (нулевой баланс по углекислоте) по идее очень похожее по сложности и энергетике получения вещество, если химическая память меня не подводит ) Но сжижается сложнее, да. Но есть готовые ДВС, а для аммиака таковые забыты и забиты, ну и горит аммиак чудовищно в плане окислов азота )
Отрубание обоняния происходит вследсвии выжигания аммиако слизистых поверхностей. При взаимодействии с водой образуется резко щелочная хрень.
Я в курсе ) Если что, знать о том, что смерть от аммиака наступает в отсутствие его запаха - прямая обязанность с ним работающих или же организующих помощь при авариях. Я учил по второму поводу.
Если перестал чувствовать запах аммиака или сероводорода там, где он должен быть, то это
признак ковидаплохая примета, нужно всё бросать и на свежий воздух.нет, это уже признак, как говорил наш преподаватель ОБЖ в начале 90х, что пора аккуратнее расположиться, пока совсем не окоченел и не паниковать, паника уже не поможет!
почему всякие мясокомбинаты и прочие молзаводы вынесли наТБМ с центральных частей городов, т.к. эффективные собственники опаснее аммиака. аммиак худо-бедно безопасен в сильные морозы, но и то с нюансами. с охлаждением растворяется в воде, она активно (и так без того, один из самых активных окислителей) выносит все преграды и как пел Кипелов - Я СВОБОДЕН, СЛОВНО ПТИЦА В НЕБЕСАХ!
вот - товарищ в этой теме описал милые эффекты аммиака - https://m.aftershock.news/?q=comment/10922465#comment-10922465
Из метанола, к тому же, бензин спокойно синтезируется, по т. н. "процессу Мобил". Да и производить его проще и дешевле. Всего-то и надо, к метановому крестику атом кислорода сбоку "пристыковать"
А там, где обеспечивается нормальная безопасность, можно и сам по себе жечь, в авиации или судоходстве, например. Маерск, была новость, уже заказал себе контейнеровозы на метаноле. Да и топливные элементы на нем гонять можно, платина, правда, понадобится.
А из метанола не надо ничего синтезировать - это спирт, жидкость. Просто в бак заливай и все.(угол опережения зажигания только поменять.)
Только в России почему-то официально запрещены (можно купить разве что на обочине) омывайки на метаноле. Хотя они дешевле, не такие вонючие и меньше замерзают в мороз, чем на изопропиловом спирте.
Хорошо полить ватку и давать нюхать всем зеленобесам, пока не придут в сознание.
может правильней их макать в емкость с аммиаком, пока они не уйдут из сознания ?
Вот что мне в вас нравится, так это особая доброта и человеколюбие...
Да я такой.
гуманоид мля....
добрый вы батенька, один раз и всё - в холодную его и запаивать в цинк, ибо сам представляет собой ядовитые отходы...
В чудном подростковом возрасте с друзьями забрались в склад химреактивов обогатительной фабрики. Набрали всякого интересного, в том числе здоровенную бутыль с аммиаком (водный р-р вероятно, процент неведом мне). Поскольку бутыль была тяжелой, то от большого ума где то недалеко от склада её грохнули о камни. Чуть не сдохли рядышком...
Безуглеродное топливо, NO2 вместо CO2??..
(без катализатора, при повышенной температуре),
(в присутствии катализатора, при повышенной температуре)
Основное "НО" при использовании аммиака в качестве топлива - его взрывоопасность:
Неа. Основную проблему описали выше - подышал и сдох тут же. Это тебе не бензином надышаться.
а азотную кислоту от азотных окислов с водой куда денете? там цепочка длиннее и разветленее.
Первый лучше
А не напомните, почему аммиачные холодильники победили до основания? У меня еще один живой сохранился.
Статейка от 2006 года, правда, но тем не менее.
Статейка - бред.
Аммиак очень токсичен. С аммиаком остались только промышленные холодильники.
Да уж, автомобиль понадежнее кухонного шкафа!
почему и не взлетели аммиачные паровые двигатели на цикле ренкина. хотя та ещё была бы убершняга, если бы не сам аммиак. ему и нержа пофиг.
Не до основания. Там, где можно обеспечить серьезный подход к безопасности вплоть до планов эвакуации городов и постоянной дежурной службы, аммиак гоняют в ХУ.
А аммиак в автотранспорте или метанол в пароходах это серьезный подход к безопасности?
Очень несерьезный - про аммиак. А метанол не особо токсичен сам по себе. Он токсичен для тех, для кого привлекателен запах спирта. Метанольной незамерзайкой овер 99% россиян пользуются по полгода, и ничего, не ослепли. Только смысл в метаноле, когда он по энергии/массе хуже, чем этанол, а ТЭ с ним так и не получились долговечными в реальных условиях?
В кораблях метанол скорее всего будут просто жечь. Маерск ведь только для начала хочет использовать серо-голубой метанол, а впоследствии - только зелёный.
У спиртовых ТЭ есть ещё одна проблема - у них гораздо хуже "приёмистость" к нагрузке, чем, например, у водородных ТЭ.
Странные люди. С бОльшим успехом можно жечь СПГ.
"Приемистость" не играет никакой роли, буфер в виде ионистора все равно необходим в куче применений.
Чтобы обеспечить хорошую разгонную динамику авто, спиртовых ТЭ должно быть больше, чем водородных ТЭ, хотя плотность энергии у спирта больше, чем у сжатого водорода. У вас просто багажника не будет, он будет занят топливными ячейками. Для использования же в резервировании энергии, ни приемистость, ни габариты установки роли не играют и в этом применении спиртовые ТЭ не хуже водородных.
Вот только аммиак токсичен.
Основные причины смерти при отравлении аммиаком:
1. Паралич дыхательного центра.
2. Спазм голосовой щели.
3. Быстротечный отёк лёгких.
4. Остановка сердца вследствие тканевой гипоксии.
И каковы шансы выжить у пользователя, если он столкнётся с утечкой аммиака, как видом топлива?
Правильный ответ: хреновые.
Из ленты комментариев
К этим прикидкам энергозатрат надо добавить затраты на получение водорода. Особенно когда собираются получать водород из природного газа!
Может проще ранспорт природным газом заправлять, минуя все эти преобразования?
Смысл в том, что в природном газе страшный углерод, который жутко выделяется в атмосферу при сгорании и приводит к пугающе-ужасным потеплениям. Поэтому углерод по-тихому выделят в атмосферу при синтезе аммиака, а потом будут ездить на аммиаке, выделяющим в атмосферу чистейший, как слеза младенца азот (ну и токсичные аммиачные пары, но это не в счет, потому что тема с озоновым слоем уже списана в архив)
Есть твердотельные установки, причем в теории они могут работать циклично без серьезных потерь - идеально для размещения при ветряках и панельках
http://ammoniaindustry.com/power-to-ammonia-alternative-synthesis-techno...
Но технические моменты не все решены, вообще все якобы перспективные системы с катализаторами в итоге наталкиваются на то, что без обеспечения чистоты поступающих продуктов промышленными способами перспективы систем немедленно умирают от отравления этих самых катализаторов. Вся история топливных элементов об этом вопиет.
Это естественно, ведь если бы это было не так, то Граберу и Бошу нужно было отдать все нобелевки за открытие перпетуум мобиле.
Представляю, как будет вонять на автозаправках... Ни один кожаный кассир не выдержит, только ИИ...
Снабдят клубничным ароматизатором, как сейчас для колес воздух на заправках, и все хорошо:)
Клубничный для Ламбы, мятный для Ферры.
не поможет - нюх отобъет и позже - можно менять сиреневого кассира на ещё пока бледного ну или серого, если блм.
И перед взором встают бескрайние поля обрабатываемые жидким аммиаком ..!
так, к слову.
Таки да, именно, что бескрайние, и именно, что жидким. У нас на юге полно аммиаковозов шныряет с рекламой на боку. Можете проверить простым гуглением "подкормка аммиак" - первые ссылки будут на рекламу поставщиков.
Страницы