Tạo Amoniac “Siêu Xanh” Từ Không Khí: Bước Nhảy Vọt Của Công Nghệ Phân Bón Thân Thiện Môi Trường

1. Amoniac – Phân bón và vấn đề khí hậu

Amoniac (NH₃) là nguyên liệu chính cho sản xuất phân đạm – thiết yếu trong nông nghiệp.

98% amoniac toàn cầu hiện nay được sản xuất bằng quy trình Haber–Bosch, sử dụng khí tự nhiên và vận hành ở nhiệt độ 400–500°C, áp suất rất cao.

Quá trình này tiêu tốn 1–2% năng lượng toàn cầu và phát thải CO₂ khổng lồ.

Amoniac hiện đại nuôi sống 50% dân số thế giới, nhưng cũng là gánh nặng môi trường nghiêm trọng.

2. Tạo amoniac bằng “tia sét nhân tạo” – Cơ chế hoàn toàn mới

Nghiên cứu mới sử dụng plasma lạnh (cold plasma) – trạng thái ion hóa nhẹ của khí, giống như tia sét quy mô nhỏ – để kích thích phản ứng giữa khí nitơ (N₂) và hơi nước (H₂O) trong không khí: N₂+3H₂O → NH₃+1.5O₂.

Điểm nổi bật:

+ Không cần khí hydro công nghiệp.

+ Không cần nhiệt độ – áp suất cao.

+ Hoàn toàn vận hành bằng điện năng (có thể lấy từ năng lượng mặt trời, gió).

+ Quá trình có thể được thu nhỏ tới cấp độ container – thích hợp cho ứng dụng nông nghiệp phân tán.

 Amoniac có thể được sản xuất ngay tại trang trại – không cần nhà máy hóa chất.

3. Tác động tiềm năng

- Giảm phát thải CO₂ ngành nông nghiệp – giúp đạt mục tiêu Net Zero.

- Tăng tính tự chủ phân bón cho nông dân nhỏ lẻ.

- Giảm rủi ro chuỗi cung ứng phân bón khi thị trường toàn cầu biến động.

- Tạo ra amoniac xanh dùng làm nhiên liệu cho pin và tàu thủy trong tương lai.

4. Từ phòng lab đến ứng dụng thực tế

Dù công nghệ plasma lạnh còn ở giai đoạn đầu, nhiều công ty và viện nghiên cứu đang thử nghiệm triển khai ở quy mô nhỏ, nhất là tại các quốc gia có điện mặt trời dư thừa.

Thách thức hiện tại là tối ưu hóa hiệu suất chuyển đổi, nâng công suất và hạ chi phí vận hành.

Tuy nhiên, với tốc độ phát triển nhanh của công nghệ vật liệu, cảm biến và AI điều khiển, giải pháp này được kỳ vọng có thể thương mại hóa trong 5–7 năm tới.

Kết luận: Tạo amoniac “siêu xanh” từ khí quyển không chỉ là đột phá công nghệ, mà còn là bước đi chiến lược trong chuyển đổi nông nghiệp xanh và giảm phát thải toàn cầu. Một lần nữa, khoa học đang “mượn ý tưởng từ tự nhiên” – như tia sét – để mở ra lối đi mới cho nhân loại.

Nguồn: Nature Communications, Đại học Sydney – Trung tâm Nghiên cứu Hóa học Plasma, ScienceDaily.