Аммиак, возможно, является самым недооцененным химическим веществом в мире. Без него урожай остался бы без удобрений, и миллиарды людей умерли бы от голода.
Человечество начало производить аммиак в больших количествах чуть более века назад, и с тех пор используемый для его производства процесс, известный как метод Хабера-Боша, практически не изменился. Новый стартап Ammobia утверждает, что ему удалось усовершенствовать процесс Хабера-Боша, чтобы снизить стоимость производства до 40%.
Чтобы доказать работоспособность технологии в более крупных масштабах, компания Ammobia привлекла 7,5 миллионов долларов в рамках посевного раунда финансирования, как эксклюзивно сообщила компания TechCrunch. В число инвесторов входят венчурное подразделение Air Liquide ALIAD, Chevron Technology Ventures, Chiyoda Corporation, MOL Switch и Shell Ventures.
Если стартап добьется успеха, это может проложить путь к использованию аммиака не только в качестве удобрения.
Некоторые рассматривают аммиак как альтернативу водороду для декарбонизации целого ряда отраслей промышленности. Такие страны, как Япония и Южная Корея, разработали планы развития промышленности и транспорта, основанные на использовании аммиака. Водород, другой ведущий претендент, не обладает такой высокой энергоемкостью, и его транспортная инфраструктура развита не так хорошо, как у аммиака.
«Главное преимущество аммиака заключается в том, что его гораздо проще и экономичнее транспортировать и хранить», — сказала соучредитель и генеральный директор Ammobia Карен Баерт в интервью TechCrunch. «Это открывает широкий спектр возможностей».
Но эти возможности не принесут существенных результатов, если производство аммиака не улучшится. Процесс Хабера-Боша является одним из крупнейших источников загрязнения в мире, производя почти 2% глобальных выбросов парниковых газов.
Для производства аммиака установки, использующие реакцию Хабера-Боша, применяют железный катализатор, который заставляет одну молекулу азота реагировать с тремя молекулами водорода. Для поддержания этой реакции необходимы высокая температура (500 °C) и давление (около 200 бар или 2900 фунтов на квадратный дюйм), которые обычно обеспечиваются сжиганием ископаемого топлива.
Ископаемое топливо также обеспечивает часть газа, необходимого в качестве сырья. Азот легко получить — этот газ составляет почти 80% атмосферы Земли, — но большая часть водорода, используемого в производстве аммиака, производится путем расщепления молекул метана (CH4), содержащегося в природном газе, с помощью пара.
Технология Ammobia работает примерно на 150 °C холоднее и при в 10 раз меньшем давлении. В результате предприятия, внедрившие эту технологию, будут производить меньше загрязняющих веществ, даже если они не откажутся от ископаемого топлива.
Стартап также утверждает, что его технология позволяет экономить средства на начальном этапе. Компания Ammobia может использовать более дешевые насосы и оборудование, поскольку ей не требуются высокие температуры и давление.
Это может дать производителям преимущество. Поскольку почти все производители аммиака используют метод Хабера-Боша, у них, как правило, было только два способа снизить затраты: найти более дешевый источник тепла или более дешевый источник водорода. В таких странах, как США, мало что может быть дешевле природного газа.
Компания Ammobia не стремится изменить это в ближайшее время. Стартап подчеркивает, что его процесс работает с любым источником водорода или тепла. Но у него есть некоторые ключевые отличия от традиционного метода Хабера-Боша, которые могут способствовать использованию более чистых источников того и другого.
Поскольку в процессе производства Ammobia используется более низкое давление, проще регулировать объемы производства, что позволит разработчикам возобновляемой энергетики использовать избыток электроэнергии для производства дешевого водорода и, следовательно, дешевого аммиака.
«Наша технология очень хорошо совместима с возобновляемыми источниками энергии, что приводит к дополнительному снижению затрат, поскольку нет необходимости хранить водород или электроэнергию», — сказал Баерт. «В таких ситуациях мы имеем наибольшее ценовое преимущество».
Сниженные требования к температуре и давлению также позволяют компании Ammobia производить оборудование меньшего размера, чем типичные установки Haber-Bosch. По словам Баерт, большинство современных аммиачных заводов производят от 1000 до 3000 тонн в сутки, в то время как промышленная установка Ammobia будет производить 250 тонн в сутки. Клиенты, которым требуется больше, могут установить несколько установок, добавила она.
Компания Ammobia не раскрыла подробностей о том, как ей удалось оптимизировать реакцию Хабера-Боша для работы при более низких температурах и давлениях, но некоторые намеки уже есть. Компания подала заявку на патент на реакторную систему, в которой используется сорбент для удаления аммиака по мере его образования, чтобы освободить место на катализаторе для протекания другой реакции. Исследователи также изучают катализаторы, не содержащие железа, включая нитрид марганца, которые потребляют меньше энергии для поддержания химической реакции.
Стартап эксплуатирует небольшую установку уже около года, и новое финансирование поможет компании построить пилотную установку, которая будет обладать всеми характеристиками коммерческой модели, но в меньшем масштабе, примерно 10 тонн в день.
«Благодаря модульному подходу мы можем быстрее реализовывать проекты и начинать со средних масштабов», — сказал Баерт. «Мы видим, что многие клиенты ищут именно такие решения, а на сегодняшний день их нет на рынке».
Источник: techcrunch.com
