'Chúng ta có thể sản xuất amoniac sạch giá rẻ dưới lòng đất bằng cách bơm nước chứa nitrat vào đá giàu sắt': công ty khởi nghiệp
Một công ty khởi nghiệp của Hoa Kỳ được chính phủ tài trợ và vốn đầu tư mạo hiểm cho biết họ có thể sản xuất amoniac địa chất với chi phí chỉ bằng một phần ba so với NH3 truyền thống từ nhiên liệu hóa thạch
Nhóm sáng lập của Addis Energy: (từ trái sang phải): Tổng giám đốc điều hành Michael Alexander, giám đốc khoa học Iwnetim Abate, giám đốc chiến lược Yet-M ing Chiang và giám đốc điều hành Charlie Mitchell.
Một công ty khởi nghiệp mới thành lập của Hoa Kỳ cho biết họ sẽ có thể sản xuất amoniac sạch bằng cách bơm nước chứa nitrat vào đá giàu sắt dưới lòng đất với chi phí chỉ bằng một phần ba so với NH3 từ nhiên liệu hóa thạch.
Amoniac hiện được sản xuất từ quy trình Haber-Bosch tiêu tốn nhiều năng lượng, kết hợp hydro với nitơ chiết xuất từ không khí.
Nhưng quy trình mới của Addis Energy có trụ sở tại Massachusetts không cần phải sản xuất hydro hoặc chiết xuất nitơ riêng biệt.
Thay vào đó, nó phun nước (H2O) chứa các ion nitrat (NO3) — có thể là nước thải công nghiệp hoặc nước thải nông nghiệp — và chất xúc tác gốc niken và đồng vào đá siêu mafic giàu sắt dưới lòng đất như olivin.
Theo thuật ngữ hóa học đơn giản, H2O và NO3 phản ứng với sắt trong đá (Fe) để tạo ra amoniac (NH3) và oxit sắt (Fe3O4).
Addis Energy/Joule
Bề mặt bên dưới cung cấp nhiệt và áp suất cần thiết để hỗ trợ phản ứng hóa học, nghĩa là toàn bộ quá trình là năng lượng dương ròng. Nói cách khác, lượng năng lượng chứa trong amoniac "địa chất" thu được cao hơn năng lượng được sử dụng để sản xuất nó, công ty khởi nghiệp cho biết.
Điều này bất chấp nhu cầu sử dụng các kỹ thuật khoan dầu khí đã được thiết lập — bao gồm cả phương pháp thủy lực phá vỡ đá (tức là phương pháp thủy lực phá vỡ đá) — để tiếp cận nhiệt và áp suất bên dưới bề mặt.
Thậm chí còn có một số loại đá giàu sắt có chứa đồng và niken tự nhiên ở Oregon, California và Costa Rica.
Tổng giám đốc điều hành và đồng sáng lập của Addis Energy, Michael Alexander chỉ ra rằng nếu không sử dụng amoniac trong phân bón, “sẽ không thể nuôi sống gần một nửa dân số toàn cầu”, nhưng sản lượng của nó lại chiếm 2% mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu và lượng khí thải CO2 gần gấp đôi so với sản xuất thép thô.
“Addis Energy đã xác định được một phản ứng hóa học mang tính cách mạng cho phép chúng ta sử dụng Trái đất để sản xuất amoniac sạch thông qua quy trình không phát thải carbon và năng lượng ròng dương với chi phí thấp hơn — thu hồi nhiều năng lượng hơn từ amoniac được sản xuất so với lượng năng lượng cần thiết để tạo ra nó”, ông cho biết.
Công ty giải thích trong một thông cáo báo chí: “So với sản xuất amoniac xanh, đòi hỏi đầu vào năng lượng ròng lớn hơn 16 GJ/t [gigajoule trên một tấn] và chi phí sản xuất là 1150 đô la/t, amoniac địa chất của Addis Energy tạo ra đầu ra năng lượng ròng là 18 GJ/t và chi phí sản xuất chỉ 200 đô la/t — bằng một phần ba chi phí sản xuất amoniac thông thường, bao gồm cả amoniac được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch”.
Các công ty đầu tư mạo hiểm đã cung cấp tổng cộng 4,25 triệu đô la tiền tài trợ hạt giống đang hết lời khen ngợi công ty khởi nghiệp mới này.
“Công nghệ này có tiềm năng mở rộng nhanh chóng khi hợp tác với ngành năng lượng hiện tại và cuối cùng giúp các ngành hóa chất và năng lượng khó giảm thiểu đạt được tính bền vững và khử cacbon”, Michael Kearney, giám đốc hội đồng quản trị và đối tác chung tại Engine Ventures cho biết.
Leonardo Banchik, giám đốc đầu tư tại Voyager Ventures, cho biết thêm: “Addis Energy đã phát triển một phương pháp tiếp cận khéo léo để sản xuất amoniac bằng cách kết hợp xúc tác tiên tiến với hóa học dưới bề mặt.
“Công nghệ của họ có tiềm năng giảm đáng kể chi phí so với các phương pháp truyền thống trong khi hầu như loại bỏ khí thải tại một trong những thị trường hóa chất lớn nhất và có hàm lượng carbon cao nhất thế giới. Đây chính xác là loại công nghệ mang tính chuyển đổi mà chúng tôi muốn hỗ trợ và chúng tôi rất vui mừng được hỗ trợ đội ngũ tài năng này”.
Addis cũng đã nhận được khoản tài trợ 4,5 triệu đô la vào tuần trước từ cơ quan ARPA-E của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, cơ quan này tài trợ và thúc đẩy nghiên cứu và phát triển các công nghệ năng lượng tiên tiến — chỉ năm ngày trước khi Tổng thống Donald Trump nhậm chức.
Một bài báo khoa học trình bày về quy trình Addis đã được công bố vào thứ Ba trên tạp chí Joule, có tựa đề Amoniac địa chất: Sản xuất NH3 kích thích từ đá, của đồng sáng lập và giám đốc khoa học của Addis, Tiến sĩ Iwnetim Abate, cũng là phó giáo sư khoa học vật liệu và kỹ thuật tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), nơi quy trình Addis được phát triển.
Bài báo nêu rằng một "phép tính sơ bộ" đã phát hiện ra rằng có đủ sắt phù hợp trong 7km trên cùng của lớp vỏ Trái đất để sản xuất 570 nghìn tỷ tấn amoniac — đủ để đáp ứng mức tiêu thụ amoniac toàn cầu hàng năm hiện tại trong 3,8 triệu năm.
Tiến sĩ Abate cũng lãnh đạo một chương trình của MIT nhằm tìm hiểu về việc kích thích nhân tạo sản xuất hydro tự nhiên từ đá ngầm, còn được gọi là hydro địa chất hoặc hydro địa chất.
