Des agriculteurs africains capables de produire leur propre engrais uniquement à partir de l'air. Bhaskar S. Patil rapproche cette perspective avec un réacteur révolutionnaire qui transforme l'azote de l'atmosphère en NOx, la matière première des engrais. Sa méthode, en théorie, est jusqu'à cinq fois plus efficace que les processus existants, permettant aux exploitations agricoles d'avoir une installation à petite échelle sans avoir besoin d'un gros investissement. Il obtient son doctorat le 10 mai à l'Université de technologie d'Eindhoven (TU/e).

La production d'une des matières premières clés pour les engrais, ammoniac (NH3) ou oxyde d'azote (NOx), est un processus très énergivore qui est responsable d'environ 2% de toutes les émissions mondiales de CO2. Cependant, il n'est pratiquement plus possible de réduire la consommation d'énergie via les processus de production actuels puisque la consommation d'énergie théoriquement minimale possible a déjà été plus ou moins atteinte.

Deux types de réacteur

Ainsi, le doctorant indien Patil a cherché des méthodes alternatives pour produire de l'ammoniac et des oxydes d'azote pour sa recherche de doctorat, construire deux types de réacteurs, le réacteur à arc glissant (GA) et le réacteur à décharge à barrière diélectrique (DBD). Dans ses expériences, le réacteur GA en particulier est apparu comme le plus adapté à la production d'oxydes d'azote. Dans ce réacteur, sous pression atmosphérique, un plasma-front (sorte de mini éclair) glisse entre deux surfaces métalliques divergentes, commençant par une petite ouverture (2 mm) jusqu'à une largeur de 5 centimètres. Cette expansion provoque le refroidissement du plasma à température ambiante. Pendant la trajectoire de la « foudre », les molécules d'azote (N2) et d'oxygène (O2) réagissent à proximité immédiate du front de foudre aux oxydes d'azote (NO et NO2).

Afrique

Patil a optimisé ce réacteur et à un volume de 6 litres par minute a réussi à atteindre un niveau de consommation d'énergie de 2,8 MJ/mole, une nette amélioration par rapport aux méthodes développées commercialement qui utilisent environ 0,5 MJ/mole. Avec le minimum théorique du réacteur de Patil, cependant, étant beaucoup plus faible (0,1 MJ/mole), à long terme, cette technique plasma pourrait être une alternative économe en énergie à la production actuelle d'ammoniac et de nitrate énergivore. Un avantage supplémentaire est que la méthode de Patil ne nécessite aucune matière première supplémentaire et que la production peut être générée à petite échelle en utilisant des énergies renouvelables, rendant sa technique parfaitement adaptée à une application dans des zones reculées qui n'ont pas accès aux réseaux électriques, comme certaines parties de l'Afrique, par exemple.

Stimuler la croissance des plantes

Les industries allemandes Evonik, qui a participé à ce projet de recherche, travaille actuellement à la poursuite du développement du réacteur. En outre, un autre doctorant à la TU/e ​​a commencé à transformer cette technologie en un business case concret. En dehors de l'utilisation dans des fermes éloignées, cette technique peut également être utilisée pour stimuler la croissance des plantes dans les serres et pour stocker de l'énergie durable dans des combustibles liquides.