أموبيا تقول إنها أعادت ابتكار تقنية تعود لقرن مضى

الأمونيا قد تكون أكثر المواد الكيميائية التي لا تحظى بالتقدير في العالم. بدونها، ستبقى المحاصيل غير مخصبة وسيتضور مليار من الناس جوعًا.

بدأ البشر في إنتاج الأمونيا بكميات كبيرة منذ أكثر من قرن، ومنذ ذلك الحين، لم يتغير الكثير في العملية المستخدمة لإنتاجها، المعروفة باسم هابر-بوش. تقول شركة ناشئة جديدة، أموبيا، إنها قامت بتعديل عملية هابر-بوش لتقليل التكلفة بنسبة تصل إلى 40%.

لإثبات أن التكنولوجيا تعمل على نطاق أكبر، جمعت أموبيا 7.5 مليون دولار في جولة تمويل أولية، حسبما أفادت الشركة حصريًا لموقع TechCrunch. تشمل الاستثمارات ذراع المخاطر لشركة Air Liquide ALIAD، وشركة Chevron Technology Ventures، وشركة Chiyoda Corporation، ومول سويتش، وShell Ventures.

إذا نجحت الشركة الناشئة، فقد تمهد الطريق لاستخدام الأمونيا لما هو أبعد من الأسمدة.

تُعتبر الأمونيا من قبل البعض بديلاً للهيدروجين من أجل تقليل الكربون في مجموعة من الصناعات. دول مثل اليابان وكوريا الجنوبية قد وضعت خرائط طريق صناعية ونقل تعتمد على الأمونيا. أما الهيدروجين، وهو المتنافس الآخر الرائد، فهو ليس بكثافة طاقة عالية مثل الأمونيا، وبنيته التحتية للنقل ليست متطورة مثل الأمونيا.

قالت كارين بايرت، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة أموبيا، لموقع TechCrunch: “الميزة الكبيرة للأمونيا هي أنها أسهل وأكثر فعالية من حيث التكلفة في النقل والتخزين.” “هذا يفتح مجموعة من الفرص.”

لكن هذه الفرص لن تؤدي إلى شيء كبير إذا لم تحسن إنتاج الأمونيا من تأثيره البيئي. فعملية هابر-بوش هي واحدة من أكبر المسببات للتلوث في العالم، فهي تنتج ما يقرب من 2% من غازات الدفيئة العالمية.

لإنتاج الأمونيا، تستخدم المصانع التي تعتمد على هابر-بوش محفزًا حديديًا لإجبار جزيء نيتروجين واحد على التفاعل مع ثلاثة جزيئات هيدروجين. تتطلب هذه العملية حرارة عالية (500˚ مئوية) وضغطًا (حوالي 200 بار أو 2,900 psi) للحفاظ على الاستمرارية، وكلاها يتم توفيرهما عادةً عن طريق حرق الوقود الأحفوري.

كما توفر الوقود الأحفوري بعض الغاز المطلوب كمادة خام. النيتروجين سهل الحصول عليه – حيث يشكل الغاز حوالي 80% من الغلاف الجوي للأرض – ولكن معظم الهيدروجين المستخدم في إنتاج الأمونيا يُنتج من خلال استخدام البخار لتفكيك جزيئات الميثان (CH₄) الموجودة في الغاز الطبيعي.

تعمل عملية أموبيا عند حوالي 150˚ مئوية أقل و عند ضغط أقل بعشر مرات. ونتيجة لذلك، فإن المصانع التي تعتمد هذه التكنولوجيا ستنتج تلوثًا أقل، حتى لو لم تتخلص من الوقود الأحفوري.

تقول الشركة الناشئة أيضًا إن عمليتها توفر تكاليف أولية. يمكن لأموبيا استخدام مضخات ومعدات أرخص لأنها لا تحتاج إلى الوصول إلى درجات حرارة وضغوط عالية.

سيمكن ذلك المنتجين من الحصول على ميزة. لأنه nearly every ammonia producer uses Haber-Bosch, they have typically had only two ways to reduce costs: find a cheaper source of heat or a cheaper source of hydrogen. وفي أماكن مثل الولايات المتحدة، فإن قليلاً منها أرخص من الغاز الطبيعي.

لا تسعى أموبيا لتغيير ذلك على الفور. تشدد الشركة الناشئة على أن عمليتها تعمل مع أي مصدر للهيدروجين أو الحرارة. لكنها تملك بعض الاختلافات الرئيسية عن هابر-بوش التقليدية التي يمكن أن تشجع على استخدام مصادر أنظف لكل منهما.

نظرًا لأن أموبيا تعمل عند ضغط أقل، فمن السهل زيادة الإنتاج أو تقليله، مما يمكن أن يسمح لمطوري الطاقة المتجددة بالاستفادة من فائض إنتاج الكهرباء لصنع هيدروجين رخيص وبالتالي أمونيا رخيصة.

قالت بايرت: “تقنيتنا متوافقة جدًا مع الطاقة المتجددة، مما يؤدي إلى تخفيض إضافي في التكاليف لأنك لا تحتاج لتخزين الهيدروجين أو تخزين الكهرباء.” وأضافت: “في هذه الحالات، لدينا أقوى ميزة تكاليف.”

تسمح متطلبات الحرارة والضغط المنخفضة أيضًا لشركة أموبيا بتصغير أجهزتها مقارنة بمصانع هابر-بوش التقليدية. تنتج معظم منشآت الأمونيا اليوم بين 1,000 إلى 3,000 طن يوميًا، بينما ستنتج وحدة أموبيا التجارية 250 طنًا يوميًا، وفقًا لما ذكرته بايرت. وأوضحت أن العملاء الذين يحتاجون إلى أكثر يمكنهم تركيب وحدات متعددة.

لم تشارك أموبيا تفاصيل عن كيفية تعديلها لعملية هابر-بوش لتعمل عند درجات حرارة وضغوط أقل، لكن هناك بعض التلميحات حول ذلك. تمتلك الشركة براءة اختراع معلقة على نظام مفاعل يتضمن مادة ماصة لإزالة الأمونيا أثناء تشكيلها لتفريغ المساحة على المحفز لتحدث تفاعلات أخرى. كما قام الباحثون بالتحقيق في محفزات غير حديدية، بما في ذلك نيتريد المنغنيز، التي تستخدم طاقة أقل للحفاظ على استمرار التفاعل الكيميائي.

تعمل الشركة الناشئة منذ عام تقريبًا على وحدة صغيرة، وسيساعد التمويل الجديد الشركة في بناء مصنع تجريبي يحتوي على كافة ميزات النموذج التجاري على نطاق أصغر، حوالي 10 أطنان يوميًا.

قالت بايرت: “مع هذا النهج المعياري، يمكننا بناء المشاريع بشكل أسرع، ويمكننا البدء على نطاق متوسط.” “نظن أن الكثير من العملاء يبحثون عن هذا النوع من الحلول، ولا يوجد حل موجود اليوم.”