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CQ9电子游戏团队提出无碳肥料测试

研究人员正在开发一种基于太阳能的化肥生产,可能有一天取代了几十年的过程中消耗的能源和产生的温室气体排放。

soil in a large, tilled field 上 a sunny day with clouds in the sky

氨肥料帮助养活世界。可能的新工艺生产这些作物提高化学品可持续? |摄影者 兹比涅克burival 上 unsplash

9月中旬的收获是在机械工程尼科宾考斯基和他的同事们CQ9电子游戏博士生真理的时刻。

他们在加州中央谷地的一个农场被收集他们的番茄作物。很快,创业者会知道如何执行了从只有空气,水和可再生能源发电进行现场化肥他们的新设备。

这个生长季节宾考斯基和他的团队进行他们的设备,其产生硝酸肥料的第一场测试。他们工作在一个小情节上加州州立大学弗雷斯诺的 研究农场 在城市的中间,四周企业,分支机构和校园。结果是有希望的。球队的作物产生了西红柿的数量与对照作物线,而使用化肥的三分之一。他们成功的测试会将球队一步步接近自己制作化石免费肥料一个现实的目标。

“我们的目标是脱碳化肥行业,”宾考斯基说。 “这是一个非常的大胆的事情。”

“博世敲碎”

目前化肥行业使用的百年老哈柏法,以空气中的氮与氢相结合,使氨肥料。由于工艺的开发,合成肥料已彻底改变了农业,支持全球人口增长,成为一个巨大的产业。

“它喂食的人十亿,”说 托马斯·哈拉米略在CQ9电子游戏化学工程和光子学,副教授和顾问项目。 “这是美妙的,但我们看到了机会,使其更具可持续性。”

氨化肥生产能源消耗十分严重,并且依赖于化石燃料。它约占总一个全球能源使用的百分之一。多这种能量使用和所得到的温室气体排放来自以天然气作为原料以制备氨。

该过程也需要热和极高的压力,因此,“最有意义的一个真正的大工厂,说:”宾考斯基。这导致了一个集中的行业。有全局唯一约150至200个这样的工厂 - 和4十亿亩农田。

研发团队试图改变这个方程,并命名为他们的系统的“博世敲碎。”他们的装置包括一太阳能电池阵列提供可再生能源,一个反应器和两个55加仑鼓。它采用常压,这意味着无碳肥料可以直接在农场产生。

“我们希望从工厂到现场的焦点转移,”宾考斯基说。

宾考斯基等人都推出了新的公司, nitricity,建筑技术进行联合创始人的后院,并把它运到弗雷斯诺农场。他们的技术提供现场化肥生产,让农民有超过他们的庄稼如何成长更多的控制权,包括他们经常施肥,他们使用什么类型的。这可以帮助减少径流。

进入进地“最氨不作物内结束。它运行了到河流,湖泊和溪流,造成环境问题,解释说:”哈拉米略。

农民往往每年分批次申请商业肥料几次。知道有些人会跑了,他们申请额外的化肥,以确保他们的工厂获得足够的营养。新技术将让他们更频繁地施肥他们的工厂,少用化肥,减少径流。

“你需要时间交货准确,说:”哈拉米略。

彻夜未眠

除了宾考斯基,该团队包括 约书亚mcenaney (博士后学者), 布莱恩·罗尔 (博士,化学工程)和 周杰伦施瓦尔贝 (博士,化学工程)。 mcenaney,罗尔和施瓦尔贝在做研究 SUNCAT Center for Interface Science & Catalysis通过哈拉米略领导。

让他们的试点项目,运行起来非常不容易。

“当事情打破,我们通宵,确保所有的工作,当太阳打在上午的小组,”宾考斯基说。 “我们基本上生活在我们的太阳能电池阵列之下。”在生长季节的过程中,球队取得他们的设备的三到四倍更节能,宾考斯基估计。

技术显示承诺,根据查尔斯hillyer,该中心用于灌溉技术总监,但“它一定是实用的。”

如果它的工作原理,hillyer认为,农民将有强大的经济和环境诱因使用这种技术。肥料是农民显著费用和他们的碳排放的显著源。

“农民很关心是好管家的土地,说:” hillyer。 “他们明白,是碳负极是做的最好的方法,但他们必须与养殖业的经济现实平衡的可持续发展。这个新工具可以改变这种公式为农民“。

下一步是什么?

科学和工程之后才是经济学。根据哈拉米略,下一个步骤将是降低成本。

“这将是太多了,现在要求任何技术竞争头对头对成本效益哈伯博世,”哈拉米略说,“但希望这项技术在该领域可以建立一个轨迹得到它的一些水平竞争力。”

CQ9游戏’s ecosystem of support for R&D in sustainability has bolstered such a trajectory. The team first c上nected through the Precourt Institute for 能源’s CQ9电子游戏气候合资企业 课程。CQ9电子游戏的 tomkat中心可持续能源 选择了团队的2019-20创新转移程序相关的项目,而今年春天球队获得了 CQ9游戏立足100K挑战。球队也赢得了 运行startx 学生住校奖学金。来自其他大学的支持一直是至关重要的,以及包括麻省理工学院,加州理工学院和弗雷斯诺状态。同时,这种支持使团队的早期研究和今年夏天的试点项目,根据宾考斯基。此外,该团队被选为美国支持能源部 回旋路 for participati上 in its R&D program.

该小组计划于十月公布其研究成果的完整报告。在此期间,他们计划以庆祝 - 和使用他们的番茄作物 - 与莎莎派对。

“我们的下一步是让在商业农场的东西,说:”宾考斯基。球队在排队放大试验明年商业农场的过程。

CQ9电子游戏在技术这个项目根本没有任何经济利益。