1。原材料:
* 窒素(N2): 約78%の窒素である空気から得られます。
* 水素(H2): 天然ガス(メタン、CH4)または水電気分解などの他の供給源から入手しました。
2。 反応条件:
* 高圧: 通常、約200の大気(ATM)。
* 高温: 約400〜500°C(752-932°F)。
* 触媒: 酸化鉄(Fe3O4)は、カリウムや酸化アルミニウムなどのプロモーターを備えています。
3。反応:
反応自体は次のとおりです。
n2(g) + 3h2(g)⇌2nh3(g)
4。平衡と収量:
*反応は可逆的で発熱性です(熱を放出)。
*高圧は平衡をアンモニア産生に向けてシフトし、NH3の形成を支持します。
*高温は反応を高速化しますが、平衡をアンモニアから遠ざけます。適切なバランスを見つけることが重要です。
*触媒は、平衡に影響を与えることなく反応を高速化するのに役立ちます。
5。アンモニア分離と精製:
*生成されたアンモニアガスは冷却され、液化されています。
*未反応の窒素や水素などの他のガスは、反応器にリサイクルされます。
Haber-Boschプロセスの重要性:
*アンモニアは肥料にとって重要な成分であり、食料生産に不可欠です。
*爆発物、プラスチック、その他の化学物質の生産にも使用されています。
*このプロセスは、食料生産が大幅に増加しており、はるかに多くの人口を可能にしていると信じられています。
環境上の考慮事項:
* Haber-Boschプロセスは、温室効果ガスの排出に貢献して、大量のエネルギーを消費します。
*天然ガスからの水素の生産は、温室効果ガスも放出します。
*研究は、再生可能エネルギー源や炭素捕獲技術など、アンモニアを生産するためのより持続可能な方法を探求し続けています。