Mellanvästernforskare vill ta bort en del av utsläppen av växthusgaser från gödselmedel.
Forskarlag från Iowa State University och Wichita State University i Kansas, USA, samarbetar för att utveckla ett system som fångar upp avfallskväve och koldioxid för att producera ett grönt gödselmedel som minskar utsläppen av dikväveoxid, en växthusgas som är 300 gånger mer potent än kol dioxid (CO2).
Systemets stora mål, enligt en forskningssammanfattning, "är att främja N2O (dikväveoxid)- och CO2lättade kvävegödselmedel med ekonomisk motståndskraft och miljömedvetenhet som ett innovativt sätt att mildra de utmaningar som klimatförändringar hotade mellanvästern jordbruk och ranching samhällen."
National Science Foundation stöder projektet med ett fyraårigt anslag på 4 miljoner USD, varav hälften går till Iowa State och hälften går till Wichita State. Finansieringen kommer från myndighetens etablerade program för att stimulera konkurrenskraftig forskning (EPSCoR).
EPSCoR-anslag är utformade för att bygga upp vetenskaplig infrastruktur och kapacitet över hela landet. Detta anslag kommer från EPSCoR:s "spår 2"-program som främjar forskningssamarbete mellan stater eller territorier. Programmets nuvarande fokus är "att främja forskning om klimatförändringar och motståndskraft."
Teamets uppgifter kommer att innefatta att designa material, processer och reaktorer för elektrokemisk avskiljning och omvandling av avfallskväve och koldioxid för ett gödningsmedel som kallas "grön urea", modellering av kvävekretsloppet i grödor, utveckla och testa kvävesensorer för grödor och utbilda bönder och ranchägare om det nya gödselmedlet.
Forskarna vill också öka projektets hållbarhet genom att använda vind- och solenergi för att driva den elektrokemiska syntesen av deras gröngödsel. "Vi vill dra fördel av rikligt med förnybar energi som Iowa och Kansas för närvarande genererar och använder," sa Li.
Shuang Gu, docent i maskinteknik vid Wichita State, kommer att leda projektet i Kansas. Han kommer att arbeta med Mark Schneegurt, professor i biologiska vetenskaper; Janet Twomey, College of Engineerings biträdande dekan för forskarstudier, forskning och fakultetsframgång och professor i industri-, system- och tillverkningsteknik; och Ruowen Shen, biträdande professor vid Hugo Wall School of Public Affairs.
Kansas-teamets uppgifter kommer att inkludera att fånga och koncentrera nitrat, separera urea, studera mikrobiella samhällen i marken, genomföra livscykelbedömningar av gröngödselmedel och bestämma samhälleliga effekter av gröngödsel.
Forskarna från Iowa State och Wichita State har arbetat tillsammans i andra projekt.
"Det finns en sömlös synergi mellan ISU i Iowa och WSU i Kansas när det gäller gemensamma problem, enat intresse för jordbruk och ranching i Mellanvästern, och att komplettera forskningsexpertis och utbildningsstyrka," sa Gu.
Li sa att projektet kommer att göra mer än att skapa en ny, grön gödselprodukt. Det kommer att skapa ett helt system av teknologier och förståelser som kan minska utsläppen av lustgas från gödselmedel.
Forskarna kommer att ta reda på hur man fångar upp avfallskväve och koldioxid från avrinning från jordbruket. De kommer också att utveckla teknik för att syntetisera grön urea från det uppsamlade kvävet och koldioxiden.
Forskarna kommer också att göra livscykelanalyser och ekonomiska analyser av användningen av gröngödsel, utveckla avancerade sensorer för mätning av växters kväveanvändning i fält, studera växternas metabolism av lustgas, titta på effekterna av policyförändringar och arbeta för att uppmuntra användningen. av gröngödsel.
