Australijski startup Facet Amtech opracował wielofunkcyjny katalizator, który – według twórców – umożliwia produkcję amoniaku bezpośrednio z powietrza i wody, eliminując konieczność stosowania dedykowanych instalacji do produkcji wodoru oraz separacji azotu. To podejście może znacząco uprościć projektowanie zakładów produkujących amoniak, a w skali przemysłowej – obniżyć koszty wytwarzania tego kluczowego składnika nawozów azotowych.
Finansowanie i plany rozwoju
Firma ogłosiła pozyskanie 3 milionów dolarów australijskich (około 2,1 miliona dolarów amerykańskich) w rundzie seed od Main Sequence i Uniseed. Środki te mają wesprzeć budowę pilotażowej instalacji o wydajności 1 kilograma amoniaku dziennie, której uruchomienie planowane jest na początek 2027 roku. Współzałożyciel i dyrektor techniczny, Peter Richardson, zdradził, że w przypadku sukcesu, kolejnym krokiem będzie pilotaż o wydajności 100 kilogramów dziennie (za około dwa lata), a docelowo – instalacja produkująca 4 tony dziennie na początku lat 30. XXI wieku, która pozwoliłaby na zmniejszenie ryzyka przy wdrożeniu produkcji na skalę przemysłową.
Jak działa technologia?
W tradycyjnych metodach produkcji amoniaku, zarówno w procesie „szarym” (z gazu ziemnego), jak i „zielonym” (z elektrolizy wody), konieczne jest wcześniejsze przygotowanie dwóch głównych składników: azotu i wodoru. W przypadku amoniaku szarego wodór pozyskuje się z gazu ziemnego w procesie reformingu parowego, a azot z powietrza, po czym oba gazy łączy się w procesie Habera-Boscha. Amoniak zielony zastępuje wodór z paliw kopalnych wodorem z elektrolizy, ale nadal wymaga osobnego systemu produkcji wodoru.
Facet Amtech eliminuje te kosztowne etapy dzięki katalizatorowi, który jednocześnie pozyskuje wodór z wody lub pary wodnej oraz redukuje azot z powietrza, tworząc amoniak. Jak wyjaśnia Richardson, katalizator rozdziela wodę na wodór i tlen, a następnie na tej samej powierzchni katalitycznej zachodzi synteza amoniaku. Oba procesy przebiegają równocześnie.
Prostsza konstrukcja i niższe koszty
Nowa technologia pozwala na znaczne uproszczenie konstrukcji zakładu. Zamiast wielu reaktorów i katalizatorów stosowanych w konwencjonalnych instalacjach Habera-Boscha, Facet używa jednego reaktora i jednego, stosunkowo taniego katalizatora. Firma produkuje katalizator we własnym zakresie z czystych proszków metali, bez użycia metali z grupy platynowców czy pierwiastków ziem rzadkich. Koszt katalizatora ma być porównywalny lub nawet niższy niż w tradycyjnych instalacjach.
Większe oszczędności wynikają jednak z eliminacji osobnej instalacji do produkcji wodoru. Richardson podkreśla, że większość kosztów produkcji amoniaku to obecnie koszty gazu ziemnego lub energii elektrycznej potrzebnej do elektrolizy. Dzięki nowej technologii te koszty znikają, a w zamian pojawia się jeden duży reaktor i partia stosunkowo taniego katalizatora. Dodatkowo, połączenie kilku etapów chemicznych w jednym reaktorze zmniejsza straty energii w postaci ciepła odpadowego.
Wyjściowy produkt i zastosowanie
Z reaktora wypływa obecnie amoniak w postaci wodnego roztworu, który wymaga dalszego rozdzielenia, aby uzyskać czysty gazowy amoniak. Ten z kolei można sprężyć, schłodzić i magazynować, podobnie jak w tradycyjnych zakładach. Amoniak może być następnie wykorzystany do produkcji nawozów lub bezpośrednio jako surowiec.
Strategia rynkowa
Facet Amtech nie opiera swojego modelu biznesowego na kredytach węglowych ani „zielonej premii”. Celem jest osiągnięcie kosztów niższych niż w przypadku amoniaku szarego, bez uwzględniania opłat za emisję CO2. Firma planuje licencjonować swoje projekty i dostarczać katalizatory dużym producentom nawozów, takim jak Yara, Nutrien czy CF Industries, zamiast samodzielnie prowadzić zakłady produkcyjne.
Perspektywy i wyzwania
Mimo obiecujących wyników w skali laboratoryjnej, kluczowym wyzwaniem pozostaje potwierdzenie skuteczności technologii w większej skali. Firma planuje osiągnąć co najmniej 2000 godzin ciągłej pracy pilotażowej, co ma być benchmarkiem dla przemysłu. Richardson przyznaje, że wielu inwestorów i przedstawicieli branży jest podekscytowanych, ale czeka na dane z pilotażu, zanim zdecyduje się na większe zaangażowanie.
Facet Amtech prowadzi już rozmowy z globalnymi producentami amoniaku, firmami technologicznymi oraz inżynieryjnymi. Kilka dużych koncernów zaoferowało pomoc w walidacji technologii poprzez testy katalizatorów i szacowanie kosztów inwestycyjnych. Firma niedawno przeniosła się z kampusu Uniwersytetu w Newcastle do własnego obiektu przemysłowego, co ma ułatwić dalszy rozwój.
Fot. Pexels / Brixiv
