Forskere har bygget et plasma-mini-anlegg for produksjon av gjødsel

Minigjødselanlegget er enkelt å sette opp og svært effektivt. Forskere har allerede utført tester i

Uganda, resultatene var vellykkede. Nå planlegger forskerne å bringe miniplanten på markedet slik at den blir tilgjengelig for bønder over hele verden.

Å mate den voksende befolkningen i verden - en enormproblem. Ifølge prognoser vil planeten være hjem for 8,6 milliarder mennesker i 2030, og i 2050 - nesten 10 milliarder. Kunstgjødsel, spesielt nitrogen, spiller en nøkkelrolle i å løse dette problemet.

Nitrogen er en av de tre viktigstemakronæringsstoffer som brukes av planter for vekst (sammen med fosfor og kalium). I 2015 mottok omtrent en av to personer mat dyrket med nitrogengjødsel.

Selv om kunstgjødsel er allment tilgjengelig ii den utviklede verden, i utviklingsland er de ikke så vanlige. I Afrika, der 60% av alle bønder har mindre enn en hektar jord til rådighet, er det ofte ikke nok penger til gjødsel til å kjøpe disse produktene. I tillegg produseres gjødsel ofte av store multinasjonale selskaper som bare leverer dem i bulk.

Leap-Agri gjødsel Mini-Plantvil være nyttig bare i dette tilfellet. Utformingen inkluderer en liten reaktor for produksjon av flytende nitrogengjødsel som enhver bonde med tilgang til sollys og vann kan bruke.

Selv om teknologien bak er ganskemoderne, applikasjonen er svært lavteknologisk. Systemet er lite, enkelt og veldig raskt. Når den er slått på, begynner den å produsere gjødsel i løpet av sekunder. Minianlegget bruker plasmateknologi. Plasma er materiens fjerde tilstand og består av ioniserte atomer og molekyler. 

Plasmareaktor testet i Uganda. Kreditt: Eindhoven University of Technology.

Plasma brukt i et produksjonsanlegggjødsel er ikke-termisk: mens elektronene som driver reaksjonen når ekstremt høye temperaturer, kan den omkringliggende gassen forbli relativt kald. Dette sparer energi.

Dette gjør plasmateknologi attraktivet alternativ til den tradisjonelle nitrogenproduksjonen, den såkalte Haber-Bosch-prosessen, som krever både høyt trykk og høye temperaturer. Haber-Bosch-prosessen anslås å forbruke 1 til 2% av verdens energi, og slipper omtrent 300 millioner tonn karbondioksid ut i luften årlig.

Ved produksjon av nitrogengjødsel i plasmaReaktoren bruker en prosess kjent som nitrogenfiksering. Selv om 78% av luften er N2, reagerer denne gassen ikke med andre grunnstoffer (den er kjemisk inert). Dette gjør det vanskelig å bruke planter. Nitrogenfiksering løser dette problemet. Den omdanner nitrogen (N2) fra luft til NOx, som igjen reagerer med oksygen og vann for å danne nitrat (NO3). Den kan da brukes som ingrediens i flytende gjødsel.

Når det gjelder Leap Agri mini-fabrikk, kommer strømmen til å produsere plasma fra solenergi, en billig og bærekraftig kilde som er allment tilgjengelig i utviklingsland.

Denne prosessen er veldig effektiv:det produserer en flytende gjødsel med et høyt nivå av nitrater som lett absorberes av planter. I Uganda gjennomførte NARO-forsker Stella Kabiri en analyse som sammenlignet gjødsel med annen gjødsel i det lokale markedet. Resultatet viste at nitratinnholdet var omtrent 20 prosent, som er henholdsvis 14, 42 og 51 prosentpoeng enn fast gjødsel, ammoniumnitrat, NPK og urea.

Flytende gjødsel kan produseres lokalt og på forespørsel, slik at hver bonde kan velge nøyaktig mengden gjødsel og nitratinnhold de trenger for avlingen og tomten.

For tiden er kostnadene for mini-anlegget fortsatt ganske høye (rundt 70.000 euro), men forskere forventer at prisen vil synke betydelig når den produseres i stor skala.

Les mer

Det første nøyaktige kartet over verden ble opprettet. Hva er galt med alle andre?

Hvilke droner er det, og når vises det drosjer for passasjerer?

Sjekk ut de vakreste bildene av Hubble. Hva har teleskopet sett på 30 år?