Kunstmest is onmisbaar voor moderne landbouw, maar bij de productie komt een heleboel CO2 vrij. Dat komt onder andere door het gebruik van waterstof, gemaakt van aardgas. Maar ook het splijten van een stikstofmolecuul kost een heleboel warmte die komt van fossiele brandstoffen. Twee procent van de wereldwijde CO2-uitstoot komt door de productie van ammoniak.
Plasma en filters
Tijd voor een milieuvriendelijk alternatief, dachten onderzoekers van de KU Leuven en de Universiteit van Antwerpen. Zij gebruikten technieken die al bestonden in andere sectoren en maakten deze geschikt voor ammoniakproductie. Om een stikstofmolecuul uit elkaar te trekken gebruiken ze geen hoge druk en temperatuur, maar een plasmareactor. Om plasma te maken heb je veel elektriciteit nodig, maar die kan uit een groene bron komen, zoals zon of wind.
Lees ook: Wat is stikstof? Vier vragen over een nijpend probleem in Nederland
Met het plasma kan je een stikstofmolecuul uit de lucht splitsen. Vervolgens reageert het met zuurstof en ontstaat er NOx, een van de bouwstenen van ammoniak. De tweede stap lenen de onderzoekers van de auto-industrie.
Om uitlaatgassen schoner te maken zit er een filter in (diesel)auto’s, dat het vervuilende NOx omzet in stikstof. “Maar door het filter aan te passen ontstaat er geen stikstof, maar ammoniak. In een auto is dat een ongewenst effect van een slecht filter; voor onze doeleinden is het juist gewenst”, vertelt Johan Martens, hoogleraar oppervlaktechemie en katalyse aan de KU Leuven. Het filter zorgt ervoor dat de NOx uit de plasmareactor samen met waterstof reageert tot ammoniak.
Waterstof uit zon en lucht
Dit proces gebruikt dus nog steeds waterstof. Om het CO2-vrij te maken moet die groen geproduceerd worden. Maar de productie van groene waterstof staat nog in de kinderschoenen. Volgens Martens is dat echter geen probleem. “Dit systeem is kleinschalig. Het kan niet concurreren met de gigantische kunstmestfabrieken die in industriegebieden staan. Maar je kan dit kleinschalig gebruiken, en dan heb je ook maar weinig waterstof nodig.” De KU Leuven ontwikkelde bijvoorbeeld een techniek waarbij je waterstof maakt met water uit de lucht en zonne-energie; een zogenoemd kunstmatig blad.
De kleine schaal maakt het volgens Martens bijvoorbeeld mogelijk dat een boerenbedrijf zelf kunstmest produceert. “Je kan bij een boerderij genoeg groene stroom opwekken om dit te laten werken.” Daarnaast kan dit uitkomst bieden in ontwikkelingslanden. “Nu is het lastig om kunstmest daar te krijgen; het moet vervoerd worden in schepen, over onherbergzame wegen. Dit systeem maakt het makkelijker en duurzamer.”
Kunstmest uit Zeeland
Overigens proberen grote producenten van kunstmest ook duurzamer te worden. Dat doen ze bijvoorbeeld door groene stroom te gebruiken om waterstof te maken. Yara, een Scandivanisch bedrijf met een fabriek in Zeeland, gebruikt binnenkort bijvoorbeeld windenergie om een klein deel van de waterstofproductie groen te maken.
Lees ook: Dankzij wind op zee krijgt Yara een beetje groene waterstof voor kunstmest
Beeld: Adobe Stock
