مصنع الأسمدة الصغير سهل الإعداد وفعال للغاية. لقد أجرى العلماء بالفعل اختبارات في
لإطعام العدد المتزايد من سكان العالم - ضخممشكلة. وفقًا للتوقعات ، سيكون الكوكب في عام 2030 موطنًا لـ 8.6 مليار شخص ، وفي عام 2050 - ما يقرب من 10 مليارات نسمة ، وتلعب الأسمدة الاصطناعية ، على وجه الخصوص - النيتروجين ، دورًا رئيسيًا في حل هذه المشكلة.
النيتروجين هو أحد العناصر الثلاثة الرئيسيةالمغذيات الكبيرة المقدار التي تستخدمها النباتات للنمو (جنبًا إلى جنب مع الفوسفور والبوتاسيوم). في عام 2015 ، تلقى ما يقرب من واحد من كل شخصين طعامًا مزروعًا باستخدام الأسمدة النيتروجينية.
على الرغم من أن الأسمدة الصناعية متوفرة على نطاق واسع فيفي العالم المتقدم ، في البلدان النامية ليست شائعة. في أفريقيا ، حيث 60٪ من جميع المزارعين لديهم أقل من هكتار واحد من الأرض تحت تصرفهم ، لا يوجد في كثير من الأحيان أموال كافية للأسمدة لشراء هذه المنتجات. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يتم إنتاج الأسمدة من قبل الشركات متعددة الجنسيات الكبيرة التي تقوم بإنتاجها بكميات كبيرة فقط.
Leap-Agri Fertilizer Mini-Plantسيكون مفيدًا فقط في هذه الحالة. يتضمن تصميمه مفاعلًا صغيرًا لإنتاج الأسمدة النيتروجينية السائلة التي يمكن لأي مزارع يمكنه الوصول إلى ضوء الشمس والماء استخدامها.
على الرغم من أن التكنولوجيا وراء ذلك تماماحديث، التطبيق ذو تكنولوجيا منخفضة جدًا. النظام صغير وبسيط وسريع جدًا. بمجرد تشغيله، سيبدأ في إنتاج الأسمدة في غضون ثوانٍ. يستخدم المصنع الصغير تكنولوجيا البلازما. البلازما هي الحالة الرابعة للمادة وتتكون من ذرات وجزيئات متأينة.
تم اختبار مفاعل البلازما في أوغندا. الائتمان: جامعة أيندهوفن للتكنولوجيا.
البلازما المستخدمة في مصنع التصنيعالسماد غير حراري: بينما تصل الإلكترونات التي تقود التفاعل إلى درجات حرارة عالية للغاية ، يمكن أن يظل الغاز المحيط باردًا نسبيًا. هذا يوفر الطاقة.
هذا يجعل تقنية البلازما جذابةبديل لعملية إنتاج النيتروجين التقليدية ، ما يسمى بعملية هابر بوش ، والتي تتطلب ضغطًا مرتفعًا ودرجات حرارة عالية. تشير التقديرات إلى أن عملية Haber-Bosch تستهلك 1 إلى 2 ٪ من طاقة العالم ، وتطلق حوالي 300 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون في الهواء سنويًا.
في إنتاج الأسمدة النيتروجينية في البلازمايستخدم المفاعل عملية تعرف باسم تثبيت النيتروجين. على الرغم من أن 78٪ من الهواء عبارة عن N2 ، إلا أن هذا الغاز لا يتفاعل مع العناصر الأخرى (فهو خامل كيميائيًا). هذا يجعل من الصعب استخدام النباتات. تثبيت النيتروجين يحل هذه المشكلة. يحول النيتروجين (N2) من الهواء إلى أكاسيد النيتروجين ، والذي يتفاعل بدوره مع الأكسجين والماء لتكوين النترات (NO3). يمكن بعد ذلك استخدامه كمكون للأسمدة السائلة.
في حالة مطحنة Leap Agri الصغيرة ، تأتي الكهرباء اللازمة لتوليد البلازما من الطاقة الشمسية ، وهي مصدر رخيص ومستدام ومتوفر على نطاق واسع في البلدان النامية.
هذه العملية فعالة للغاية:ينتج سماد سائل بمستوى عالٍ من النترات تمتصه النباتات بسهولة. في أوغندا ، أجرت الباحثة في NARO Stella Kabiri تحليلاً لمقارنة الأسمدة بالأسمدة الأخرى في السوق المحلية. أظهرت النتائج أن محتوى النترات كان حوالي 20٪ وهو أعلى بنسبة 14 و 42 و 51 نقطة مئوية من الأسمدة الصلبة ونترات الأمونيوم والنيتروجين واليوريا على التوالي.
يمكن إنتاج الأسمدة السائلة محليًا وعند الطلب ، بحيث يمكن لكل مزارع أن يختار بالضبط كمية الأسمدة ومحتوى النترات الذي يحتاجه لمحصوله وقطعة أرضه.
في الوقت الحالي ، لا تزال تكلفة المصنع الصغير مرتفعة جدًا (حوالي 70000 يورو) ، لكن العلماء يتوقعون أن ينخفض السعر بشكل كبير عند إنتاجه على نطاق واسع.
قراءة المزيد
تم إنشاء أول خريطة دقيقة للعالم. ما هو الخطأ مع أي شخص آخر؟
ما هي الطائرات بدون طيار الموجودة ومتى ستظهر سيارات الأجرة الجوية للركاب؟
شاهد أجمل صور هابل. ما الذي شاهده التلسكوب خلال 30 عامًا؟