Το εργοστάσιο μίνι λιπασμάτων είναι εύκολο στη ρύθμιση και πολύ αποτελεσματικό.Οι επιστήμονες έχουν ήδη πραγματοποιήσει δοκιμές σε
Για να θρέψει τον αυξανόμενο πληθυσμό του κόσμου - ένα τεράστιοπρόβλημα. Σύμφωνα με τις προβλέψεις, το 2030 ο πλανήτης θα φιλοξενήσει 8,6 δισεκατομμύρια ανθρώπους και το 2050 - σχεδόν 10 δισεκατομμύρια. Τα τεχνητά λιπάσματα, ιδίως - το άζωτο, παίζουν βασικό ρόλο στην επίλυση αυτού του προβλήματος.
Το άζωτο είναι ένα από τα τρία κύριαμακροθρεπτικά συστατικά που χρησιμοποιούνται από τα φυτά για ανάπτυξη (μαζί με φώσφορο και κάλιο). Το 2015, περίπου ένας στους δύο ανθρώπους έλαβε τρόφιμα που καλλιεργήθηκαν με λιπάσματα αζώτου.
Αν και τα τεχνητά λιπάσματα είναι ευρέως διαθέσιμα στοστον ανεπτυγμένο κόσμο, στις αναπτυσσόμενες χώρες δεν είναι τόσο συχνές. Στην Αφρική, όπου το 60% όλων των αγροτών έχουν στη διάθεσή τους λιγότερο από ένα εκτάριο γης, συχνά δεν υπάρχουν αρκετά χρήματα για λιπάσματα για την αγορά αυτών των προϊόντων. Επιπλέον, τα λιπάσματα παράγονται συχνά από μεγάλες πολυεθνικές που αποστέλλουν μόνο χύμα.
Μίνι Φυτό Λιπασμάτων Leap-Agriθα είναι χρήσιμο μόνο σε αυτή την περίπτωση. Ο σχεδιασμός του περιλαμβάνει έναν μικρό αντιδραστήρα για την παραγωγή υγρών λιπασμάτων αζώτου που μπορεί να χρησιμοποιήσει κάθε αγρότης με πρόσβαση στο ηλιακό φως και το νερό.
Ενώ η τεχνολογία πίσω από αυτό είναι αρκετά υπερσύγχρονη, η εφαρμογή είναι πολύ χαμηλής τεχνολογίας. Το σύστημα είναι μικρό, απλό και πολύ γρήγορο. Μόλις ενεργοποιηθεί, θα αρχίσει να παράγει λίπασμα μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα. Το μίνι εργοστάσιο χρησιμοποιεί τεχνολογία πλάσματος. Το πλάσμα είναι η τέταρτη κατάσταση της ύλης και αποτελείται από ιονισμένα άτομα και μόρια.
Ο αντιδραστήρας πλάσματος δοκιμάστηκε στην Ουγκάντα. Πίστωση: Eindhoven University of Technology.
Πλάσμα που χρησιμοποιείται στο εργοστάσιο παραγωγήςτο λίπασμα είναι μη θερμικό: ενώ τα ηλεκτρόνια που οδηγούν την αντίδραση φτάνουν σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες, το περιβάλλον αέριο μπορεί να παραμείνει σχετικά κρύο. Αυτό εξοικονομεί ενέργεια.
Αυτό καθιστά την τεχνολογία πλάσματος ελκυστικήμια εναλλακτική λύση στην παραδοσιακή διαδικασία παραγωγής αζώτου, τη λεγόμενη διαδικασία Haber-Bosch, η οποία απαιτεί τόσο υψηλή πίεση όσο και υψηλές θερμοκρασίες. Η διαδικασία Haber-Bosch εκτιμάται ότι καταναλώνει 1 έως 2% της παγκόσμιας ενέργειας, απελευθερώνοντας περίπου 300 εκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα ετησίως.
Στην παραγωγή λιπασμάτων αζώτου σε πλάσμαΟ αντιδραστήρας χρησιμοποιεί μια διαδικασία γνωστή ως στερέωση αζώτου. Αν και το 78% του αέρα είναι Ν2, αυτό το αέριο δεν αντιδρά με άλλα στοιχεία (είναι χημικά αδρανές). Αυτό καθιστά δύσκολη τη χρήση φυτών. Η στερέωση με άζωτο λύνει αυτό το πρόβλημα. Μετατρέπει το άζωτο (Ν2) από τον αέρα σε ΝΟx, το οποίο με τη σειρά του αντιδρά με οξυγόνο και νερό για να σχηματίσει νιτρικό άλας (ΝΟ3). Στη συνέχεια, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συστατικό για υγρά λιπάσματα.
Στην περίπτωση του μύλου Leap Agri, η ηλεκτρική ενέργεια για την παραγωγή του πλάσματος προέρχεται από την ηλιακή ενέργεια, μια φθηνή και βιώσιμη πηγή ευρέως διαθέσιμη στις αναπτυσσόμενες χώρες.
Αυτή η διαδικασία είναι πολύ αποτελεσματική:παράγει ένα υγρό λίπασμα με υψηλό επίπεδο νιτρικών που απορροφάται εύκολα από τα φυτά. Στην Ουγκάντα, η ερευνήτρια του NARO Stella Kabiri πραγματοποίησε μια ανάλυση που συνέκρινε το λίπασμα με άλλα λιπάσματα στην τοπική αγορά. Το αποτέλεσμα έδειξε ότι η περιεκτικότητα σε νιτρικά ήταν περίπου 20 τοις εκατό, δηλαδή 14, 42 και 51 ποσοστιαίες μονάδες υψηλότερη από εκείνη των στερεών λιπασμάτων, νιτρικού αμμωνίου, ΝΡΚ και ουρίας, αντίστοιχα.
Τα υγρά λιπάσματα μπορούν να παραχθούν τοπικά και κατόπιν ζήτησης, έτσι ώστε κάθε αγρότης να μπορεί να επιλέξει ακριβώς την ποσότητα λιπασμάτων και νιτρικών που χρειάζεται για την καλλιέργεια και το οικόπεδο.
Επί του παρόντος, το κόστος του μίνι εργοστασίου είναι ακόμα αρκετά υψηλό (περίπου 70.000 ευρώ), αλλά οι επιστήμονες αναμένουν ότι η τιμή θα μειωθεί σημαντικά όταν παράγεται σε μεγάλη κλίμακα.
Διαβάστε περισσότερα
Δημιουργήθηκε ο πρώτος ακριβής χάρτης του κόσμου. Τι συμβαίνει με όλους τους άλλους;
Ποια αεροσκάφη υπάρχουν και πότε θα εμφανιστούν τα επιβατηγά ταξί;
Δείτε τις πιο όμορφες φωτογραφίες του Χαμπλ. Τι έχει δει το τηλεσκόπιο σε 30 χρόνια;