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2025-02-03 07:00:00
エネルギー科学技術の世界を掘り下げることは、長い間私の魅力でした。ニュージーランドでは1958年に遡ることが個人的に到達する関心です。
家族は当時パーマストンノースに住んでいました。お父さんはマッセイで博士号を読んでいましたが、私と私の2人の姉妹の年上は、学校に行く前にサンダルに固執するために私たちの貧しい母親ができるようにできる牧歌的で半皮肉な存在を導いていました。
1958年はニュージャージー州に住んでいる2年目であり、その夏、私たちはタウポ湖地域とロトルアまで長期にわたって休暇を取りました。
ある日、私たちは硫黄ロトルアに向かうタウポからのメインドラッグアウトを北に向かっていました。
私が思い出すように、その道に沿ってそれほど遠くないところは、地熱発電所だと言われたことを観光するために立ち止まりました。
私たちが見たものの私の記憶は、今日までクリスタルのままですが、私が見たものについてもっと学ぶことを決めたのは何年も前でした。
それは、操作を開始したばかりのWairākei地熱発電所であることが判明しました。
©Archive NZ Wairakeiが提供する地熱発電所は、1958年に委託されました。アーカイブNZが供給。
地熱温水が世界中の商業規模で発電に使用されたのは初めてでした。
エネルギージャーナリストとしての私の年を通して、地熱エネルギーは静かにバックグラウンドで煮込んできました。
地球の地殻からの熱を収穫するという概念は魅力的であり、私は深い石油とガスの貯水池で遭遇した温度がどれほど高いかを非常によく知っています。
しかし、それは1958年から本当に解雇されるのにかかってきました。それはアンモニア（NH3）を生産するための新しい方法に関係しています。
アンモニアは、主にハーバープロセスを使用して作られており、 ハーバーボッシュプロセス、1918年にドイツのフリッツハーバーによって発明されました。
触媒として細かく分割された鉄金属を使用して、水素（H2）との反応により、大気窒素（N2）をNH3に変換します。
このプロセスは、鉄触媒上で400〜500°Cと10〜30 MPa（メガパスカル）の圧力で実行されます。
エネルギー集約型であり、パスごとに低いアンモニアを生成し、25％の変換効率が低く、これは制限として機能します。
しかし今、研究者は地球の自然の暑さと肥料のためにアンモニアを調理するために地下に地下を探しています。
「ああ」の瞬間
MITの科学者は、窒素が覆われた水と鉄が豊富な岩石を混合して、エネルギー入力やCO2放射なしでアンモニアを生成しました。
この新しいアプローチは、現在の方法におけるより持続可能な代替につながり、理論的には242万年にわたって十分なアンモニアを追い出していると推測されています。
このアイデアは、1980年代に西アフリカのマリで観察された異常な地質現象に由来しています。
地元の人々は、科学者が後に地球の表面の下の水岩の化学反応に由来する水素ガスのよく流れを発見しました。
「それは「aha」の瞬間でした」とiwnetimによると マサチューセッツ工科大学。
「私たちは地球を工場として使用することができるかもしれません。熱と圧力を利用して、よりきれいな方法でアンモニアのような貴重な化学物質を生産します。」
これはまさにWairākei：An Earth Factoryです。
アンモニアは肥料の重要な成分であり、エンジン燃料、特に海洋エンジンとしても使用できます。
しかし、今日の産業アンモニア生産は、すでに説明されているように、非常に集中的です。
世界のエネルギーの約2％を消費し、生産されたアンモニアごとに約2.2トンのCO2を放出し、化学産業のトップCO2エミッターにします。
彼らの「地球工場」のアイデアをテストするために、アベートと彼のチームは、地球の地下環境を模倣する岩の水反応システムを構築しました。
彼らは、合成鉄が豊富なミネラルを窒素層の水にさらし、岩を酸化してアンモニアを生成する化学反応を引き起こしました。
魔法は、プロセスにエネルギー入力を必要とせず、CO2を放出し、周囲条件下でも機能したことです。
その後、チームは合成鉱物を自然な鉄を含んだ岩であるかんらん石と交換して、現実世界のシナリオをよりよく模倣しました。
彼らはさらに、銅触媒を追加し、熱を300°C（572°F）までにクランキングすることにより、プロセスを最適化しました。
21時間以内に、彼らはかんらん石1トンあたり約1.8キロのアンモニアを生産し、方法の実現可能性と持続可能性を実証しました。
アベートによると、そのような岩石は世界中にあるため、この方法は非常に広く適応することができます。
もちろん、キャッチが必要です。まあ、少なくとも2つはコストと汚染です。
MITの人たちは、まったく他のレベルの複雑さを持っています。
まず第一に、実装には、地球の奥深くにある鉄が豊富な岩への掘削、窒素が覆われた水を注入し、岩石がガスや液体との亀裂、膨張、相互作用の複雑さに取り組むことが含まれます。
窒素源は廃水の汚染と見なされ、それらを除去するとお金とエネルギーがかかります。
ただし、チームは、廃水を使用してアンモニアを生産できると考えています。それは双方にとって有利な戦略です。
NH3が人生にとって非常に重要であることを忘れてはなりません。経由の微生物とは別に、地球上でアンモニアを産生する他の唯一の自然な方法は、稲妻の顕著な窒素ガスを使用することです。
そして、それがアンモニアの地質生産が本当に魅力的になる場所です。人生がどこから来たのかを考えてください。
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