Gübre Üretmek İçin Çevre Dostu Bir Yöntem

Memeli hayvanların idrarlarında doğal olarak bulunan üre (CO(NH₂)₂), zirai ürünlerin üretimini artırmak için kullanılan gübrelerin bileşenlerindendir. Günümüzde, gübre üretimi için yaygın olarak 1910 yılında geliştirilmiş Haber-Bosch süreci kullanılıyor.

Haber-Bosch iki aşamalı bir süreçtir. Önce azot (N) ve hidrojenden (H) amonyak (NH₃) üretilir. Daha sonra bu amonyak karbondioksit (CO₂) ile tepkimeye sokularak üre elde edilir. Haber-Bosch süreci yüksek miktarda enerji, 500 °C’ın üzerinde sıcaklık ve atmosfer basıncının 200 katına varan basınç gerektirir. Amonyak ve üre üretimi, günümüzde insan etkinlikleri nedeniyle atmosfere salınan karbondioksidin önemli kaynakları arasında yer alıyor.

Haber-Bosch sürecine alternatif olarak kullanılabilecek yöntemlerden biri de elektrokataliz. Bu yöntemde kimyasal tepkimeler oda sıcaklığında, elektrik kullanılarak, çözelti içinde gerçekleştirilir. Ayrıca enerji ihtiyacı daha az olduğu için karbondioksit salımı da düşüktür.

Daha kolay uygulanması, daha az enerji gerektirmesi ve daha çevre dostu olmasına rağmen bugüne kadar elektrokatalizin üre üretiminde Haber-Bosch sürecinin yerini alamamasının nedeni, veriminin düşük olmasıydı. Ancak Singapur’daki Nanyang Teknoloji Üniversitesinden Dr. Chade Lv ve arkadaşları, süreci daha verimli hâle getiren bir katalizör (kendisi harcanmadan tepkimelerin hızını artıran madde) bulmayı başardı. Araştırmacıların Nature Sustainability’de yayımladıkları sonuçlara göre, elektrokatalizle üre üretiminde katalizör olarak indiyum (III) hidroksit (In(OH)₃) kullanıldığında sürecin verimi %10’lardan %50’lere çıkıyor. Bu sonuçlar, elekrokatalizin sanayide üre üretimi için Haber-Bosch süreciyle rekabet edebilecek düzeye ulaştığı anlamına geliyor.