De mini-mestinstallatie is eenvoudig op te zetten en zeer efficiënt. Wetenschappers hebben al tests uitgevoerd
Om de groeiende wereldbevolking te voeden - een enormeprobleem. Volgens voorspellingen zal de planeet in 2030 8,6 miljard mensen huisvesten en in 2050 bijna 10 miljard. Vooral kunstmest, stikstof, speelt een sleutelrol bij het oplossen van dit probleem.
Stikstof is een van de drie belangrijkstemacronutriënten die door planten worden gebruikt voor groei (samen met fosfor en kalium). In 2015 kreeg ongeveer een op de twee mensen voedsel dat met stikstofmest was gekweekt.
Hoewel kunstmest overal verkrijgbaar is,in de ontwikkelde wereld, in ontwikkelingslanden komen ze niet zo vaak voor. In Afrika, waar 60% van alle boeren minder dan een hectare grond tot hun beschikking heeft, is er vaak niet genoeg geld voor meststoffen om deze producten te kopen. Daarnaast worden meststoffen vaak geproduceerd door grote multinationals die alleen in bulk verschepen.
Leap-Agri Meststof Mini-Plantzal in dit geval van pas komen. Het ontwerp omvat een kleine reactor om vloeibare stikstofmeststoffen te produceren die elke boer met toegang tot zonlicht en water kan gebruiken.
Hoewel de technologie erachter behoorlijk ismodern, de applicatie is zeer low-tech. Het systeem is klein, eenvoudig en zeer snel. Eenmaal ingeschakeld, begint hij binnen enkele seconden kunstmest te produceren. De miniplant maakt gebruik van plasmatechnologie. Plasma is de vierde toestand van materie en bestaat uit geïoniseerde atomen en moleculen.
Plasmareactor getest in Oeganda. Credit: Technische Universiteit Eindhoven.
Plasma gebruikt in een fabriekkunstmest is niet-thermisch: terwijl de elektronen die de reactie aandrijven extreem hoge temperaturen bereiken, kan het omringende gas relatief koud blijven. Dit bespaart energie.
Dit maakt plasmatechnologie aantrekkelijkeen alternatief voor het traditionele stikstofproductieproces, het zogenaamde Haber-Bosch-proces, dat zowel hoge druk als hoge temperaturen vereist. Het Haber-Bosch-proces verbruikt naar schatting 1 tot 2% van de energie in de wereld, waarbij jaarlijks ongeveer 300 miljoen ton koolstofdioxide in de lucht vrijkomt.
Bij de productie van stikstofmeststoffen in een plasmaDe reactor gebruikt een proces dat bekend staat als stikstoffixatie. Hoewel 78% van de lucht N2 is, reageert dit gas niet met andere elementen (het is chemisch inert). Dit maakt het lastig om planten te gebruiken. Stikstoffixatie lost dit probleem op. Het zet stikstof (N2) uit lucht om in NOx, dat op zijn beurt reageert met zuurstof en water om nitraat (NO3) te vormen. Het kan dan worden gebruikt als ingrediënt voor vloeibare meststoffen.
In het geval van de Leap Agri-minimolen komt elektriciteit voor het opwekken van plasma uit zonne-energie, een goedkope en duurzame bron die algemeen verkrijgbaar is in ontwikkelingslanden.
Dit proces is zeer efficiënt:het produceert een vloeibare meststof met een hoog nitraatgehalte die gemakkelijk door planten wordt opgenomen. In Oeganda voerde NARO-onderzoeker Stella Kabiri een analyse uit die de meststof vergeleek met andere meststoffen op de lokale markt. Daaruit bleek dat het nitraatgehalte zo'n 20 procent was, dat is 14, 42 en 51 procentpunt hoger dan dat van respectievelijk vaste mest, ammoniumnitraat, NPK en ureum.
Vloeibare meststoffen kunnen lokaal en op aanvraag worden geproduceerd, zodat elke boer precies de hoeveelheid meststof en nitraat kan kiezen die hij nodig heeft voor zijn gewas en perceel.
Momenteel zijn de kosten van de miniplant nog vrij hoog (rond de 70.000 euro), maar wetenschappers verwachten dat de prijs flink zal dalen als deze op grote schaal wordt geproduceerd.
Lees verder
De eerste nauwkeurige kaart van de wereld is gemaakt. Wat is er mis met de rest?
Welke drones zijn er en wanneer verschijnen passagiersluchttaxi's?
Bekijk de mooiste foto's van Hubble. Wat heeft de telescoop in 30 jaar gezien?