Iedomājieties pasauli, kurā rūpnieciskie atkritumi ne tikai tiek samazināti, bet arī pārveidoti par kaut ko noderīgu. Šāda veida aprites ekonomika jau darbojas oglekļa jomā. Tagad enerģētikas, vides un ķīmiskās inženierijas pētnieki Vašingtonas universitātē Sentluisā ir izstrādājuši daudzsološu veidu, kā pārvērst kaitīgo slāpekļa oksīdu, kas ir galvenā skābā lietus sastāvdaļa, slāpekļskābē, ko izmanto ikdienas lietojumos, sākot no mēslošanas līdzekļu ražošanas līdz metāla apstrādei.
Fens Džjao, Lorēna un Lī Fikseli, Makelvija Inženierzinātņu skolas Vašingtonas štatā, izcilie profesori un viņu kolēģi izstrādāja metodi slāpekļa oksīda (NO) emisiju pārveidošanai ļoti tīrā, koncentrētā slāpekļskābē (HNO₃) . Jaunais process darbojas gandrīz apkārtējās vides apstākļos ar minimālu infrastruktūru un piedāvā ekonomiski dzīvotspējīgu risinājumu rūpnieciskajiem slāpekļa atkritumiem, sniedzot gan ekonomiskus, gan vides ieguvumus.
"Mēs esam izstrādājuši elektroķīmisku pieeju, lai pārvērstu NO, toksisku atgāzi, vērtīgā slāpekļskābē," sacīja Jiao. "Mūsu galvenā motivācija ir cīnīties pret NO emisijām no kalnrūpniecības, kur liels daudzums slāpekļskābes tiek izmantots metālu rūdu šķīdināšanai, kā rezultātā rodas ievērojamas emisijas. Mūsu tehnoloģija ļauj uz vietas pārveidot NO slāpekļskābē tūlītējai atkārtotai izmantošanai, radot ilgtspējīgāku un aprites principu ievērošanas procesu."
Inovatīvajā elektroķīmiskajā procesā NO oksidēšanai tiek izmantots rentabls, uz oglekļa bāzes veidots katalizators. Apvienojumā ar viena metāla skābekļa reducēšanas katalizatoru, ko izstrādājis Gans Vu, Enerģētikas, vides un kaujas transportlīdzekļu inženierijas profesors McKelvey Engineering universitātē, process darbojas ar zemu enerģijas patēriņu un pārveido NO par HNO₂ bez ķīmiskām piedevām vai papildu attīrīšanas darbībām.
Elektroķīmiskās oksidācijas sistēma ir izstrādāta pēc "plug and play" principa, saka Jiao, un to var uzstādīt uz vietas bez lieliem ieguldījumiem infrastruktūrā vai dārgās izejvielās, piemēram, dārgmetālos. Tā ir elastīga un pielāgojama maziem vai vidējiem uzņēmumiem un darbojas gandrīz istabas temperatūrā, ievērojami samazinot enerģijas patēriņu, izmaksas un ietekmi uz vidi salīdzinājumā ar visplašāk izmantoto NO apstrādes metodi, kurai nepieciešama augstāka darba temperatūra.
Sistēma, izmantojot tīru NO, sasniedz efektivitāti virs 90 procentiem. Pat pie zemākām NO koncentrācijām sistēma saglabā efektivitāti virs 70 procentiem, padarot to pielāgojamu plašam rūpniecisko atkritumu plūsmu klāstam. Koncentrēta, augstas tīrības pakāpes HNO₃ tieša sintēze – līdz pat 32 svara procentiem – no NO un ūdens bez elektrolītu piedevām vai tālākas attīrīšanas paver elektroķīmisku ceļu NO emisiju uzlabošanai un veicina ilgtspējīgu piesārņojuma kontroli un ķīmisko ražošanu.
"Mūsu sistēmas saražoto slāpekļskābi var tieši izmantot kalnrūpniecībā vai citos ķīmiskos procesos," saka Jiao. "Mēs jau esam sasnieguši ļoti iespaidīgu efektivitāti un tīrību mūsu ražošanā. Nākotnē mēs strādāsim, lai vēl vairāk uzlabotu šos rādītājus, vienlaikus palielinot tos praktiskai lietošanai."
oriģinālās publikācijas
Lasīt arī
Ņujorka veicina aprites ekonomiku ēku būvniecībā | Pugnalom
Plastmasa: Jauna polimēru klase varētu revolucionizēt aprites ekonomiku | Pugnalom
