אוסטרליה מסתמכת במידה רבה על אוריאה מיובאת כדי לענות על הצרכים של המגזר החקלאי שלה, והיא מייבאת בערך 3.8 מיליון טון בשנת 2024. במקביל, המדינה מתמודדת עם לחץ הולך וגובר להפחית את פליטות התעשייה על פני מגזרים מרובים. חוקרים מאוניברסיטת ניו סאות' ויילס מבקשים להתמודד עם שני האתגרים על ידי פיתוח טכנולוגיה הממירה פסולת פחמן דו חמצני וחנקן מזהמים לדשן אוריאה, שעלול ליצור מקור ביתי לתשומה חקלאית חיונית זו תוך הפחתת ההשפעה הסביבתית.
מספסל מעבדה לקנה מידה תעשייתי
בניגוד למחקר יסודי טיפוסי שמסתיים בשלב המעבדה, צוות UNSW שואף באופן פעיל לתרגום בקנה מידה תעשייתי-. החוקרים מעסיקים אלקטרוליזרי אוריאה, מכשירים הנחשבים למדדים לייצור אוריאה ניתנת להרחבה, כדי לבדוק את ההיתכנות של המרת פליטות לדשן בקנה מידה גדול יותר. כדי להבין כיצד החומרים מתנהגים בתנאי-עולם אמיתי, הצוות השתמש באפיון קרן אלקטרוני-מתקדם בסינכרוטרון האוסטרלי. טכניקה זו מאפשרת להם לצפות בתגובות כימיות בזמן אמת, וליצור נתונים קריטיים ליישום תעשייתי עתידי.
ד"ר Daiyan, מוביל הפרויקט, מדגיש שהנדסת זרז זהירה וניטור- בזמן אמת חיוניים להבטחת סלקטיביות ויעילות, במיוחד בעת קנה מידה מתנאי מעבדה מבוקרים לסביבות תעשייתיות.
התייחסות לתלות של אוריאה באוסטרליה
למרות היותה יצואנית חקלאית גדולה, אוסטרליה אינה מייצרת מספיק אוריאה מקומית, מה שמותיר את המגזר חשוף לתנודות בשוק העולמי. "התלות הזו חבל, כמו גם פגיעות אסטרטגית", אמר ד"ר דייין. על ידי הפקת אוריאה נקייה מקומית מחשמל מתחדש ומפסולת פחמן, המדינה תוכל להפחית את ההסתמכות על ייבוא ולשפר את החוסן של שרשרת האספקה. הגישה גם מתיישבת עם בדיקה רגולטורית מוגברת של פליטות, שמתרחבת כעת מעבר לפחמן דו חמצני וכוללת מזהמים אחרים המבוססים על חנקן-.
המחקר מדגיש כיצד עקרונות כימיה מעגלית יכולים לשלב זרמי פסולת ממפעלי מלט ושאריות חקלאיות לייצור דשנים, ולהפוך אתגרים סביבתיים למוצרים בעלי ערך מסחרי.
גישת לכידת והמרת פחמן
בניגוד לטכנולוגיות לכידת אוויר ישירה, שיטת UNSW מתמקדת בשימוש בפליטות בלתי נמנעות ממקורות תעשייתיים וביוגניים. בדיקות מעבדה מוקדמות מראות תוצאות מבטיחות בסלקטיביות, מה שמצביע על כך שניתן להפוך ביעילות את CO₂ מפעולות תעשייתיות קיימות לאוריאה. הפרויקט עדיין בפיתוח, אך הוא מהווה מסלול מעשי להמרת מזהמי פחמן וחנקן לחומרים הנדרשים בחקלאות, כימיקלים וייצור דלק.
ד"ר דייין הציג את הממצאים הללו בוועידת האקלים של האו"ם, תוך תמיכה בהשקעות בפתרונות כלכלה מעגלית. "יש מספיק פחמן דו חמצני בסביבה. אנחנו רק צריכים להתחיל לחשוב ולהשקיע בכלכלה מעגלית", אמר.
ציר זמן ותחזית תעשייתית
קנה המידה של תהליך מעבדה ליישום תעשייתי נמשך בדרך כלל למעלה מעשור, אך צוות UNSW שואף להאיץ את ציר הזמן הזה. ד"ר דאיין מעריך שבתוך שנתיים עד שלוש, הפרויקט יכול להשיג שותף בתעשייה להתחיל בניסויים בקנה מידה פיילוט.- הצלחה תוכיח שתעשיות עתירות פליטות- יכולות להפיק ערך מזרמי הפסולת שלהן, תוך התייחסות ביעדים סביבתיים.
בסופו של דבר, מחקר זה ממחיש את הפוטנציאל של כימיה מעגלית לעצב מחדש את הייצור התעשייתי. על ידי המרת פסולת פחמן וחנקן לדשן, אוסטרליה תוכל לחזק את שרשראות האספקה המקומיות, להפחית פליטות ולתרום למגזר כימי בר-קיימא יותר. כפי שד"ר דייין מציין, "הנדסת זרז מתחשב בשילוב עם אפיון- בזמן אמת יכול להפוך בעיות סביבתיות להזדמנויות."
