Language
Country/Area
No result found
تطور كيمياء الضغط العالي: كيف نجح هابر وبوش في حل مشكلة إنتاج الأمونيا قبل 100 عام؟
لقد تغيرت تكنولوجيا إنتاج الأمونيا بشكل كبير خلال القرن الماضي، وكان أكثرها تأثيرًا عملية هابر-بوش. ولا تعتبر هذه التكنولوجيا أساسية لإنتاج الأمونيا الصناعية فحسب، بل إنها ضرورية أيضًا لتطوير الإنتاج الغذائي العالمي والصناعة الكيميائية.
لا يمكن التقليل من أهمية الأمونيا في الزراعة، فهي مادة خام رئيسية للأسمدة الاصطناعية وتلعب دورًا حيويًا في زيادة إنتاج المحاصيل.
بالنظر إلى التاريخ، من أواخر القرن التاسع عشر إلى أوائل القرن العشرين، ومع تطور التصنيع، زاد الطلب على الأسمدة النيتروجينية بشكل حاد، مما دفع الكيميائيين إلى البحث عن مصادر جديدة للأمونيا. وقبل ذلك، كانت الأسمدة النيتروجينية تعتمد بشكل رئيسي على التعدين والأسمدة الحيوانية والنباتية، لكن المعروض من هذه الموارد لا يمكن أن يلبي الطلب المتزايد.
أجرى هاربر ومساعده روبرت لو روزينو تجارب رئيسية في عام 1909، عندما طوروا جهازًا يمكن أن يعمل تحت ضغط مرتفع وأثبتوا أنه يمكن تصنيع الأمونيا من النيتروجين والهيدروجين. كانت الاختراقات في الضغط العالي وتكنولوجيا المحفزات المطلوبة لهذه العملية بمثابة علامة بارزة في تاريخ إنتاج الأمونيا.
وفي وقت لاحق من حياته المهنية، قال هاربر: "بجهودنا، سيتم حل مشكلة الأسمدة في العالم". وقد عبرت هذه الجملة بدقة عن فهمه العميق للعلم ورفاهية الإنسان.
بعد أن نجح هاربر في تصنيع الأمونيا في المختبر لأول مرة، اهتمت شركة الكيماويات الألمانية BASF على الفور بهذه التكنولوجيا وكلفت كارل بوش بمسؤولية توسيع هذه التكنولوجيا المعملية لتشمل الإنتاج الصناعي. لم تنجح شركة Bosch في توسيع نطاق التكنولوجيا فحسب، بل قامت أيضًا بتحسين المحفز، مما سمح بزيادة كبيرة في إنتاج الأمونيا، وفي النهاية حقق الإنتاج الصناعي في عام 1913. في ذلك الوقت، كان من الممكن إنتاج ما يصل إلى 20 طنًا من الأمونيا يوميًا، مما عزز بشكل كبير الصناعة الكيميائية الألمانية.
خلال الحرب العالمية الأولى، أصبحت الأمونيا الاصطناعية جوهر القدرات العسكرية الألمانية. وقد جعل وضع الخريف والخريف العديد من الدول تدرك مدى أهمية وجود مصدر ثابت للأمونيا في الحرب. كانت نتائج عملية هابر حاسمة خلال هذه الفترة، وبدونها كانت العمليات العسكرية الألمانية ستعاني بشدة.
"إن اختراع الأمونيا لم يغير مستقبل الزراعة فحسب، بل أعاد أيضًا تشكيل نمط الحرب العالمية." وهذا تصوير حقيقي للأهمية التاريخية لعملية هابر.
حصل هابر وبوش في النهاية على جائزة نوبل لإسهاماتهما الكبيرة في تصنيع الأمونيا وكيمياء الضغط العالي. ومن خلال جهودهم، تم تحسين كفاءة إنتاج الأمونيا بشكل كبير، مما أدى إلى تغيير نموذج التشغيل للصناعة الكيميائية بأكملها بشكل أساسي. <
اليوم، لا تزال عملية إنتاج الأمونيا تعتمد على عملية هابر-بوش، ومع استمرار تحسن تكنولوجيا وعمليات المحفزات، تتحسن الكفاءة والأثر البيئي تدريجيًا. في الواقع، وفقًا للإحصاءات، يمثل إنتاج الأمونيا حوالي 1% إلى 2% من استهلاك الطاقة العالمي، كما يعد أحد المصادر المهمة لانبعاثات الكربون العالمية. وهذا يجبر علماء اليوم على إعادة التفكير في كيفية إنتاج الأمونيا مع تقليل تأثيرها البيئي.
وفي الوقت نفسه، تواجه طريقة إنتاج الهيدروجين أيضًا الابتكار. ويدخل الهيدروجين الأخضر الناتج عن الطاقة النظيفة تدريجيًا في عملية تصنيع الأمونيا، مما يجعل إنتاج الأمونيا في المستقبل أكثر استدامة. مع تقدم العلوم والتكنولوجيا، يتجه العالم نحو عصر جديد من إنتاج الأمونيا الأكثر صداقة للبيئة.
ومع ذلك، في مواجهة مثل هذا التحدي الأساسي والمستمر، لا يسعنا إلا أن نتساءل: كيف يمكننا تحقيق التنمية المستدامة لإنتاج الأمونيا مع تلبية الطلب العالمي على الغذاء في العقود المقبلة؟
