Перевод: Ольга Можейко, ГлавАгроном
Американская компания IBM — один из крупнейших в мире производителей и поставщиков аппаратного и программного обеспечения, а также IТ-сервисов и консалтинговых услуг заявила, что в ближайшие пять лет она произведет прорыв, который значительно снизит затраты, необходимые для производства азота и удобрений на его основе.
Используя квантовые вычисления и искусственный интеллект для ускорения процесса, исследователи IBM уверены, что они могут сделать прорыв в производстве азотных удобрений.
Производство удобрений способствует масштабному выбросу углерода в атмосферу
«На каждую тонну произведенного удобрения мы потребляем одну тонну ископаемого топлива. Мы работаем над выявлением и разработкой материалов, которые позволят сделать превращение азота в удобрения более экологичным и устойчивым способом».
Тео Лайно - менеджер IBM Research Zurich
Если разработанная технология окажется успешной, она позволит снизить затраты на добычу веществ для производителей минудобрений. Основная цель, которую преследуют разработчики IBM — усовершенствовать созданный более ста лет назад процесс Хабера-Боша, который превращает газообразный азот в нитраты. Сама по себе технология Хабера-Боша энергозатратна. По словам Тео Лайно, на производство азотных удобрений ежегодно затрачивается 2-3% всего мирового производства энергии.
Именно этот факт подтолкнул разработчиков использовать квантовые вычисления и возможности искусственного интеллекта для фундаментального улучшения процесса Haber-Bosch.
На поиск менее энергоемкого способа производства удобрений компания IBM рассчитывает затратить не более пяти лет.
Конкретная цель IBM — найти новый катализатор (вещество, которое заставляет химическую реакцию протекать быстрее, не расходуясь при этом) для процесса Haber-Bosch.
Для химического производства азотного удобрения в промышленных масштабах с помощью процесса Хабера-Боша, требуются очень высокие температуры и много энергии. На протяжении десятилетий исследователи пытались разработать лучший катализатор, который бы уменьшал энергию, необходимую для производства аммиака в процессе Хабера-Боша, однако идентифицировать его было проблематично. Исследователи надеются, что именно квантовые вычисления помогут идентифицировать и разработать наиболее подходящий для производства азота катализатор.
Более быстрые вычисления — более быстрые решения
Исследователи IBM планируют извлечь материалы, которые квантовые компьютеры идентифицируют как возможные катализаторы, а затем с помощью искусственного интеллекта построить, протестировать и проверить прогностические модели, которые могли бы сделать возможным более энергоэффективный процесс производства удобрений.
Компания предвидит использование топливных элементов, которые будут работать по следующему принципу:, вместо накопления энергии топливные элементы будут использовать энергию из возобновляемых источников для объединения азота из атмосферы и водорода из воды для производства аммиака.
Каталитические молекулы, идентифицированные этой технологией, будут использоваться для снижения количества энергии, необходимой для поддержания процесса фиксации азота.
В чем выгода для сельхозпроизводителей?
Менее энергоемкий процесс производства удобрений приведет к экономии для химпредприятий, производящих удобрения.
По словам ученых, найденный катализатор в перспективе может быть использован для автономного производства азотных удобрений непосредственно в фермерских хозяйствах, а не только в рамках действующих химических производств.
Подготовлено по материалам сайта farmtario.com.
Узнавайте первыми самые актуальные новости сельского хозяйства России и мира на нашем сайте «ГлавАгроном».