นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างโรงงานจิ๋วพลาสมาสำหรับผลิตปุ๋ย

โรงปุ๋ยขนาดเล็กติดตั้งง่ายและมีประสิทธิภาพมาก นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดสอบแล้วใน

ยูกันดาก็ประสบผลสำเร็จ ขณะนี้นักวิจัยวางแผนที่จะนำโรงงานขนาดเล็กออกสู่ตลาดเพื่อให้เกษตรกรทั่วโลกเข้าถึงได้

เพื่อเลี้ยงประชากรที่เพิ่มขึ้นของโลก - จำนวนมหาศาลปัญหา. ตามการคาดการณ์ในปี 2573 โลกจะมีประชากร 8.6 พันล้านคนและในปี 2593 เกือบ 1 หมื่นล้านคนโดยเฉพาะปุ๋ยไนโตรเจนมีบทบาทสำคัญในการแก้ปัญหานี้

ไนโตรเจนเป็นหนึ่งในสามหลักธาตุอาหารหลักที่พืชใช้เพื่อการเจริญเติบโต (พร้อมกับฟอสฟอรัสและโพแทสเซียม) ในปี 2558 ประมาณหนึ่งในสองคนได้รับอาหารที่ปลูกโดยใช้ปุ๋ยไนโตรเจน

แม้ว่าปุ๋ยเทียมจะมีจำหน่ายอยู่ทั่วไปในในโลกที่พัฒนาแล้วในประเทศกำลังพัฒนาพวกเขาไม่ได้พบเห็นได้ทั่วไป ในแอฟริกาซึ่ง 60% ของเกษตรกรทั้งหมดมีพื้นที่น้อยกว่าหนึ่งเฮกตาร์ในการกำจัดมักจะมีเงินไม่เพียงพอสำหรับปุ๋ยที่จะซื้อผลิตภัณฑ์เหล่านี้ นอกจากนี้ปุ๋ยมักผลิตโดย บริษัท ข้ามชาติรายใหญ่ที่ส่งมอบให้ในปริมาณมากเท่านั้น

ปุ๋ย Leap-Agri Mini-Plantจะมีประโยชน์ในกรณีนี้ การออกแบบรวมถึงเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กสำหรับการผลิตปุ๋ยไนโตรเจนเหลวซึ่งเกษตรกรทุกคนสามารถใช้กับแสงแดดและน้ำได้

แม้ว่าเทคโนโลยีเบื้องหลังจะค่อนข้างมากก็ตามทันสมัย ​​แอปพลิเคชั่นใช้เทคโนโลยีต่ำมาก ระบบมีขนาดเล็ก เรียบง่าย และรวดเร็วมาก เมื่อเปิดเครื่องแล้ว จะเริ่มผลิตปุ๋ยได้ภายในไม่กี่วินาที โรงงานขนาดเล็กใช้เทคโนโลยีพลาสมา พลาสมาเป็นสถานะที่สี่ของสสารและประกอบด้วยอะตอมและโมเลกุลที่แตกตัวเป็นไอออน 

เครื่องปฏิกรณ์พลาสม่าทดสอบในยูกันดา เครดิต: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Eindhoven

พลาสม่าที่ใช้ในโรงงานผลิตปุ๋ยไม่ใช่ความร้อน: ในขณะที่อิเล็กตรอนที่ขับเคลื่อนปฏิกิริยาจะมีอุณหภูมิสูงมากก๊าซที่อยู่รอบ ๆ อาจยังคงค่อนข้างเย็น ซึ่งจะช่วยประหยัดพลังงาน

สิ่งนี้ทำให้เทคโนโลยีพลาสมามีความน่าสนใจอีกทางเลือกหนึ่งนอกเหนือจากกระบวนการผลิตไนโตรเจนแบบดั้งเดิมที่เรียกว่ากระบวนการ Haber-Bosch ซึ่งต้องใช้ทั้งแรงดันสูงและอุณหภูมิสูง กระบวนการ Haber-Bosch คาดว่าจะใช้พลังงาน 1 ถึง 2% ของโลกโดยปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่อากาศประมาณ 300 ล้านตันต่อปี

ในการผลิตปุ๋ยไนโตรเจนในพลาสมาเครื่องปฏิกรณ์ใช้กระบวนการที่เรียกว่าการตรึงไนโตรเจน แม้ว่า 78% ของอากาศจะเป็น N2 แต่ก๊าซนี้ไม่ทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบอื่น ๆ (เป็นสารเฉื่อยทางเคมี) สิ่งนี้ทำให้ยากต่อการใช้พืช การตรึงไนโตรเจนช่วยแก้ปัญหานี้ได้ มันแปลงไนโตรเจน (N2) จากอากาศเป็น NOx ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและน้ำเพื่อสร้างไนเตรต (NO3) จากนั้นสามารถใช้เป็นส่วนผสมสำหรับปุ๋ยน้ำ

ในกรณีของโรงสีขนาดเล็ก Leap Agri ไฟฟ้าสำหรับผลิตพลาสมานั้นมาจากพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งเป็นแหล่งที่ราคาถูกและยั่งยืนซึ่งมีอยู่ทั่วไปในประเทศกำลังพัฒนา

กระบวนการนี้มีประสิทธิภาพมาก:ผลิตปุ๋ยน้ำที่มีไนเตรตสูงซึ่งพืชดูดซึมได้ง่าย ในยูกันดา Stella Kabiri นักวิจัยของ NARO ได้ทำการวิเคราะห์เปรียบเทียบปุ๋ยกับปุ๋ยอื่น ๆ ในตลาดท้องถิ่น ผลการวิจัยพบว่าปริมาณไนเตรตอยู่ที่ประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ซึ่งสูงกว่าปุ๋ยที่เป็นของแข็งแอมโมเนียมไนเตรต NPK และยูเรียร้อยละ 14, 42 และ 51 คะแนนตามลำดับ

ปุ๋ยน้ำสามารถผลิตได้ในท้องถิ่นและตามความต้องการดังนั้นเกษตรกรแต่ละคนสามารถเลือกปริมาณปุ๋ยและปริมาณไนเตรตที่ต้องการสำหรับการเพาะปลูกและที่ดินของตนได้

ปัจจุบันราคาของโรงงานขนาดเล็กยังคงค่อนข้างสูง (ประมาณ 70,000 ยูโร) แต่นักวิทยาศาสตร์คาดว่าราคาจะลดลงอย่างมากเมื่อมีการผลิตในปริมาณมาก

อ่านเพิ่มเติม

แผนที่แรกที่แม่นยำของโลกถูกสร้างขึ้น คนอื่นผิดอะไร

มีโดรนอะไรบ้างและแท็กซี่โดยสารจะปรากฏตัวเมื่อใด

ชมภาพที่สวยที่สุดของกล้องฮับเบิล กล้องโทรทรรศน์เห็นอะไรในรอบ 30 ปี?