Un nouvel appareil produit un ingrédient fertilisant essentiel à partir de l'air ambiant, réduisant ainsi les émissions de carbone
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Pas de processus Haber-Bosch ! Dans la dernière tentative en date pour écologiser la production d'ammoniac, des chercheurs de l'université de Stanford et de l'université King Fahd du pétrole et des minéraux ont mis au point un dispositif portable permettant de produire de l'ammoniac partout où il est nécessaire, en utilisant simplement de l'air à température ambiante et à une pression atmosphérique standard.
Si l’équipe parvient à commercialiser cette avancée dans le monde entier, elle pourrait avoir un impact considérable sur la planète. L’ammoniac est très utile comme engrais et comme moyen de stockage d’énergie, mais sa production représente actuellement environ 2 % de la consommation énergétique mondiale. Le procédé Haber-Bosch mentionné ci-dessus, qui est la méthode la plus utilisée pour produire de l’ammoniac à haute température et haute pression, utilise des combustibles fossiles et contribue à environ 1,2 % de toutes les émissions de dioxyde de carbone.
Dans un article publié la semaine dernière dans Science Advances , les chercheurs ont expliqué comment leur appareil fonctionnait pour produire de l’ammoniac en dehors d’un laboratoire. Lorsque le vent soufflait de l’air à travers un maillage recouvert de catalyseurs pour extraire l’azote et l’hydrogène de la vapeur d’eau, l’appareil produisait suffisamment d’ammoniac avec une concentration suffisamment élevée pour être utilisé comme engrais hydroponique – le tout sans avoir besoin d’électricité ou de rayonnement supplémentaire.
Grâce au catalyseur innovant, le dispositif de production d'ammoniac est à la fois peu coûteux et portable, Xiaowei Song, Chanbasha Basheer, Jinheng Xu, Richard N. Zare
Décrivant l'impact de cette innovation, le professeur de Stanford Richard Zare (auteur principal de l'étude) a déclaré : « C'est une étape importante vers une approche décentralisée et écologique de l'agriculture. » En effet, cette méthode permettra non seulement de réduire les émissions lors de la production, mais si elle s'adapte aux besoins des agriculteurs locaux, elle pourrait également éliminer la nécessité de stocker et d'expédier de l'ammoniac, réduisant ainsi l'empreinte carbone du composé. Le processus lui-même serait également peu coûteux.
L'importance de l'ammoniac ne se limite pas aux engrais. En tant que vecteur d'énergie propre, il peut stocker et transporter l'énergie renouvelable plus efficacement que l'hydrogène gazeux en raison de sa densité énergétique plus élevée. Cette innovation positionne l'ammoniac comme un élément clé de la décarbonisation des industries telles que le transport maritime et la production d'électricité.
Richard Zare travaille depuis quelques années sur des procédés de production d'ammoniac respectueux de l'environnement. Une grande partie de cette nouvelle méthode de production est le maillage catalytique développé par l'équipe. Il est composé de magnétite et de polymère Nafion. Une fois que l'air passe à travers ce maillage recouvert de catalyseur, des microgouttelettes de vapeur d'eau atmosphérique et d'azote dudit air se combinent pour former de l'ammoniac en concentrations utilisables en seulement une heure.
Selon les chercheurs, il leur faudra encore deux à trois ans pour commercialiser leur méthode de production. Il est possible d'augmenter la production d'ammoniac en augmentant encore la taille des mailles de l'appareil et en l'associant à un filtre à pierre microporeux.
« L’ammoniac vert représente une nouvelle frontière en matière de développement durable », souligne Richard Zare. « Cette méthode, si elle peut être mise en œuvre à grande échelle de manière économique, pourrait réduire considérablement notre dépendance aux combustibles fossiles dans de nombreux secteurs. » Entre cette méthode et d’autres efforts visant à assainir la production d’ammoniac, il semble que nous pourrions réduire les énormes émissions et la consommation d’énergie associées dans les prochaines années.