Ứng dụng Khí Nito (N2) sản xuất phân bón hóa học

Do tác dụng của phản ứng quang học, thực vật đã từ cacbon dioxit và hơi nước hấp thụ được trong không khí mà các nguyên tố hydro, oxy và cacbon đã tổng hợp được tinh bột, chất sợi, mỡ v.v....

 Biết là lượng nitơ trong không khí là rất lớn, nhưng Nito lại tồn tại ở dạng khí nitơ là hình thức tồn tại mà thực vật không thể trực tiếp hấp thụ được. Vì các phân tử nitơ trong không khí là do hai nguyên tử nitơ kết hợp với nhau do một liên kết hóa học rất bền tạo nên. Ởnhiệt độ và áp suất thường, phân tử nitơ rất bền và có tính trơ. Cho nên dù thực vật được bao trùm trong bầu khí nitơ, nhưng với đa số thực vật thì thường hay gặp “tình trạng thiếu đạm”. Trong số các thực vật chỉ có thực vật họ đậu, thông qua các nốt sần ở rễ cây mà có thể trực tiếp biến nitơ từ không khí thành các hợp chất mà cây có thể hấp thụ được.

Từ đầu thế kỷ 20, nhiều nhà hóa học đã nghiên cứu để biến khí nitơ trong không khí thành các hợp chất chứa nitơ. Trải qua vô số tổn thất và thất bại cuối cùng người ta đã tìm ra biện pháp: dưới điều kiện nhiệt độ cao (» 500°C) và áp suất cao (khoảng 200 atm) với sự xúc tác của hợp chất sắt sẽ sản xuất được amoniac. Từ amoniac người ta có thể sản xuất các loại phân bón chứa nitơ khác nhau: amon sunfat, amon nitrat, amon cacbonat, amon photphat v.v... Theo tính toán, cứ trên khoảng không của 1.0000m2 mặt đất có đến khoảng 10 triệu tấn nitơ. Nếu đem toàn bộ lượng nitơ này sản xuất thành phân bón rồi đem bón ruộng thì người ta có thể tăng sản lượng lương thực đến 4 triệu tấn.

Nhiều nước trên thế giới đã xây dựng được các nhà máy sản xuất ở quy mô lớn. Thế nhưng việc sản xuất phân đạm theo đường lối tổng hợp cần tiêu tốn nhiều nguyên liệu, năng lượng và gây ô nhiễm môi trường hết sức nặng nề. Trong những năm gần đây các nhà khoa học đang bỏ công sức nghiên cứu kỹ thuật “cố định đạm theo con đường sinh vật”. Kết quả nghiên cứu chứng minh con đường sản xuất amoniac bằng kỹ thuật “cố định đạm sinh vật” có thể được tiến hành ở áp suất thường, nhiệt độ thường, không tốn năng lượng, không gây ô nhiễm mà lại đạt được hiệu suất chuyến hóa rất cao. Có thể tin rằng trong tương lai không xa kỹ thuật “cố định đạm sinh vật” giúp cho loài người sản xuất được nhiều lương thực và các nông sản khác.