Kevin Rouwenhorst. Credito:Università di Twente
Durante il suo tirocinio come studente di tecnologia chimica presso l'azienda danese Haldor Topsøe, UT Ph.D. il ricercatore Kevin Rouwenhorst ha realizzato le numerose opportunità offerte dall'ammoniaca. Al momento, viene utilizzato principalmente per la produzione di fertilizzanti artificiali e quindi ha una cattiva reputazione. Ma l'ammoniaca è anche una delle sette sostanze chimiche che costituiscono la base di tutti i prodotti chimici e aiuta a nutrire circa il 50% della popolazione mondiale.
Ammoniaca:NH3 —come composto di idrogeno e azoto, è un vettore ideale di energia, in particolare di idrogeno. Rouwenhorst, sotto la supervisione di Louis van der Ham, ha voluto indagare su questo concetto durante il suo ultimo progetto di ricerca nella città in cui è nato, Haaksbergen. Il villaggio di Twente potrebbe abbandonare i combustibili fossili e utilizzare solo l'energia generata da turbine eoliche, pannelli solari e ammoniaca prodotta in modo sostenibile?
La tesi gli ha dato appetito per di più. Si è imbattuto in un dottorato di ricerca. posizione presso il gruppo di ricerca S&T Catalytic Processes and Materials. Negli ultimi quattro anni, si è concentrato in particolare sulla sintesi di ammoniaca catalitica potenziata dal plasma sotto la supervisione di Leon Lefferts. "Circa l'80% della nostra aria è costituita da azoto. Questo azoto deve essere scomposto durante il processo per creare ammoniaca", spiega Rouwenhorst. "A tal fine, è necessario un agente catalitico. Ma le connessioni sono così forti che sono necessarie temperature industriali comprese tra 400 e 500 gradi Celsius. Il plasma aiuta a realizzare lo stesso processo a temperature comprese tra 200 e 300 gradi Celsius."
Ma, come spesso accade nella scienza, il percorso verso la destinazione finale è tutt'altro che semplice. Questo è stato presto realizzato dal dottorato di ricerca. candidato. "In pratica, il processo non era l'opzione migliore per convertire l'azoto in ammoniaca. Ma il processo al plasma sembrava essere utile per altre applicazioni, come la produzione di acido nitrico, che viene utilizzato anche nella produzione di fertilizzanti artificiali".
Questi esperimenti su piccola scala, in laboratorio, sono una cosa. Ma Rouwenhorst ha trovato gli sviluppi al di fuori di queste mura molto più interessanti. O meglio, è la combinazione che gli piace davvero. "Sono affascinato dalla traduzione dalla scienza fondamentale alla scala di enormi fabbriche chimiche. E anche dal modo in cui le persone risponderanno a questo tipo di sviluppo". Ecco perché Rouwenhorst non è solo un dottorato di ricerca. candidato; lavora anche per l'Ammonia Energy Association ed è Innovation Engineer per la società Proton Ventures. "Aiuta a vedere gli sviluppi da varie prospettive. Sono stimolato dalla combinazione di fare qualcosa che sia utile e anche realistico."
Ed è proprio quello che è successo negli ultimi anni. Rouwenhorst aggiunge che esiste una tecnologia per la produzione di ammoniaca rinnovabile su scala industriale dal 1920. "Ma l'attenzione è diminuita e più recentemente solo una manciata di scienziati ha mantenuto la propria fiducia nel concetto". Ma la marea è cambiata negli ultimi anni. "Al momento, vengono costruite fabbriche su scala gigawatt per funzionare con ammoniaca rinnovabile in numerose località del mondo. Secondo l'Agenzia internazionale per le energie rinnovabili, l'ammoniaca è l'opzione più economica per trasportare l'idrogeno attraverso i continenti. Inoltre, se si dispone di idrogeno , puoi produrre ammoniaca e viceversa. L'ammoniaca può quindi fungere da vettore di idrogeno. Inoltre, l'industria marittima vede l'ammoniaca come l'opzione principale per un carburante più pulito."
Ciò significherebbe che il mondo avrebbe bisogno di molta più ammoniaca. Secondo un recente rapporto scritto da Rouwenhorst, potremmo averne bisogno quattro volte tanto entro il 2050. E questo deve comportare i livelli più bassi possibili di CO2 . Se questo avrà successo, Rouwenhorst crede, sulla base di un calcolo di "scarto di carta", che la CO 2 globale le emissioni potrebbero essere ridotte del 5% semplicemente come risultato del più ampio utilizzo di ammoniaca. Diventa quindi immediatamente una carta vincente all'interno della transizione energetica.
Tuttavia, esita a dire che l'ammoniaca è un vero Santo Graal. "Devi concentrarti sul valore aggiunto sia per l'uomo che per la natura. All'interno dei continenti, ad esempio, potrebbe essere più vantaggioso utilizzare la rete del gas esistente per produrre idrogeno". Anche la sua tesi lo ha dimostrato. Alla fine, Haaksbergen non era l'ambiente ideale per una conversione completa all'ammoniaca rinnovabile. "Ma, durante il mio dottorato, ho lavorato al fianco di Victor Sagel e Jimmy Faria su ricerche simili a Curaçao, dove c'è molto più vento. Lì, è potenzialmente una soluzione utile. Ma, anche rispetto alla crisi climatica , devi essere realistico e considerare il contesto locale, altrimenti potresti perdere di vista il tuo obiettivo". + Esplora ulteriormente
