إنتاج الأمونيا من الليثيوم قد يزيح الهيدروجين الأخضر من المشهد

إنتاج الأمونيا من الليثيوم طرح قدمه باحثون أميركيون شكّل مفاجأة، خاصة أن المعدن طالما اشتهر بوصفه مكوناً رئيساً في إنتاج بطاريات التخزين وبطاريات السيارات الكهربائية.

لم يكن يتبادر للأذهان من قبل إمكان إنتاج الأمونيا من الليثيوم بميزات فائقة، إذ حتى وقت قريب كانت تُنتَج عبر دمج الهيدروجين مع النيتروجين بصورة عادية، بعملية معروفة في الأوساط العلمية باسم هابر-بوش، نسبة إلى مخترعها.

وتطور الأمر لاحقاً إلى استعمال الهيدروجين الأخضر، بدلًا من الرمادي (المنتج من الوقود الأحفوري) والأزرق (المنتج من الغاز الطبيعي بعد احتجاز الكربون منه)، لضمان إنتاج أمونيا خضراء نظيفة.

كيفية إنتاج الأمونيا من الليثيوم

توصَّل باحثون في جامعة إلينوي بولاية شيكاغو الأميركية إلى إمكانية الإنتاج عن طريق دمج غاز النيتروجين والإيثانول المنتج للهيدروجين، مع قطب مشحون من معدن الليثيوم، في درجة حرارة منخفضة.

وبرهنت تجربتهم على قدرة ذرات النيتروجين والليثيوم على الالتصاق قبيل اندماجها مع الهيدروجين، وتنتج عن عملية الاندماج هذه جزيئات الأمونيا المعروفة كيميائياً برمز NH3.

ويتطلب إنتاج الأمونيا بهذه الطريقة تغيير العامل الوسيط “المُحفز” لكل من الليثيوم وأيونات الهيدروجين في كل دورة إنتاج، وفق ما أورده موقع هيدروجين إنسايتس.

الأمونيا الخضراء

وبدوره، أكد مسؤول فريق البحث “مينيش سينغ” أن ضبط دورة الإنتاج بكفاءة، بما يجعلها ملائمة ومُجدية اقتصادياً كان مهمة فريقه.

وفي ظل توافر معدن الليثيوم، وكذلك الإيثانول المنتج بوفرة وبتكلفة زهيدة من مصادر الكتلة الحيوية، فإن إنتاج الأمونيا بهذه الطريقة يعدّ أكثر أماناً وأقل تكلفة من طرق الإنتاج الأخرى.

تكلفة أقل

يعدّ إنتاج المادة أقل تكلفة، مقارنة بإنتاجها من الهيدروجين الأخضر، ما قد يزيح الأخير من المشهد بعد سنوات انصبّ خلالها الاهتمام بإنتاج الأمونيا منه، لتكون مُخفضة للانبعاثات ونظيفة.

وتُقدَّر تكلفة الإنتاج بنحو 450 دولاراً/طن، وهي تكلفة تنخفض عن إنتاجها من الهيدروجين الأخضر بنحو 60% التي تتراوح بين 750 و888 دولاراً/طن.

ومما يزيد فرص عَدّ أمونيا الليثيوم حلًا أمثل من حيث التكلفة والانبعاثات، كون سعرها ينخفض كثيرًا عن مستويات إنتاجها من الهيدروجين الأخضر، ومقارباً لنطاق إنتاج الأمونيا الرمادية (المشتقة من الهيدروجين الرمادي والوقود الأحفوري) الذي يدور بين 299 و475 دولاراً/طن.

وتعدّ طريقة “هابر- بوش” المعتادة في إنتاج الأمونيا كثيفة استهلاك الطاقة، وتتطلب رفع درجات الحرارة لزيادة الضغط على جزيئات النيتروجين وتعرّضها للتكسر إلى أيونات أصغر حجماً.

ولسنوات ظلت هذه الطريقة متّبعة في عملية الإنتاج، في إطار الاتجاه لخفض انبعاثات الهيدروجين وإزالة الكربون منه عبر إنتاجه بوساطة التحليل الكهربائي والكهرباء المتجددة بدلاً من مصادر الوقود الأحفوري.