Onderzoekers uit het Midwesten willen een deel van de uitstoot van broeikasgassen uit kunstmest halen.
Onderzoeksteams van de Iowa State University en de Wichita State University in Kansas, VS, werken samen om een systeem te ontwikkelen dat afvalstikstof en koolstofdioxide opvangt om een groene meststof te produceren die de uitstoot van lachgas vermindert, een broeikasgas dat 300 keer krachtiger is dan koolstof dioxide (CO2).
Het grote doel van het systeem, zo blijkt uit een onderzoekssamenvatting, “is het promoten van N2O (lachgas)- en CO2stikstofmeststoffen ontlasten met economische veerkracht en milieubewustzijn als een innovatieve manier om de uitdagingen van de door klimaatverandering bedreigde landbouw- en veeteeltgemeenschappen in het Midwesten te verzachten."
De National Science Foundation ondersteunt het project met een vierjarige subsidie van 4 miljoen dollar, waarvan de helft naar de staat Iowa gaat en de andere helft naar de staat Wichita. De financiering komt uit het gevestigde programma ter stimulering van competitief onderzoek (EPSCoR) van het agentschap.
EPSCoR-subsidies zijn bedoeld om wetenschappelijke infrastructuur en capaciteiten in het hele land op te bouwen. Deze subsidie komt uit het 'track 2'-programma van EPSCoR, dat onderzoekssamenwerking tussen staten of territoria bevordert. De huidige focus van het programma ligt op 'het bevorderen van onderzoek naar klimaatverandering en het vermogen tot veerkracht'.
De taken van het team omvatten het ontwerpen van materialen, processen en reactoren voor de elektrochemische afvang en omzetting van afvalstikstof en koolstofdioxide voor een meststof die bekend staat als 'groen ureum', het modelleren van de stikstofcyclus in gewassen, het ontwikkelen en testen van stikstofsensoren voor gewassen en het opleiden van boeren en boeren over de nieuwe meststof.
De onderzoekers willen ook de duurzaamheid van het project vergroten door wind- en zonne-energie te gebruiken voor de elektrochemische synthese van hun groene meststof. "We willen profiteren van de overvloedige hernieuwbare energie die Iowa en Kansas momenteel genereren en gebruiken", zei Li.
Shuang Gu, universitair hoofddocent werktuigbouwkunde aan de staat Wichita, zal het project in Kansas leiden. Hij zal samenwerken met Mark Schneegurt, hoogleraar biologische wetenschappen; Janet Twomey, associate decaan van het College of Engineering voor graduate studies, onderzoek en facultair succes en hoogleraar industriële, systeem- en productietechniek; en Ruowen Shen, assistent-professor aan de Hugo Wall School of Public Affairs.
De taken van het Kansas-team omvatten het opvangen en concentreren van nitraat, het scheiden van ureum, het bestuderen van microbiële gemeenschappen in de bodem, het uitvoeren van levenscyclusanalyses van groene meststoffen en het bepalen van de maatschappelijke impact van groene meststoffen.
De onderzoekers van de staat Iowa en Wichita State hebben samengewerkt aan andere projecten.
"Er is een naadloze synergie tussen ISU in Iowa en WSU in Kansas in termen van gedeelde gemeenschappelijke problemen, gezamenlijke interesse in landbouw en veeteelt in het Midwesten, en complementaire onderzoeksexpertise en onderwijskracht," zei Gu.
Li zei dat het project meer zal doen dan het creëren van een nieuw, groen mestproduct. Het zal een heel systeem van technologieën en inzichten creëren die de stikstofoxide-uitstoot door kunstmest kunnen terugdringen.
De onderzoekers zullen uitzoeken hoe ze afvalstikstof en koolstofdioxide uit landbouwafvoer kunnen opvangen. Ze zullen ook technologie ontwikkelen om groen ureum te synthetiseren uit de verzamelde stikstof en koolstofdioxide.
De onderzoekers zullen ook levenscyclus- en economische analyses uitvoeren van het gebruik van groene meststoffen, geavanceerde sensoren ontwikkelen voor het in het veld meten van het stikstofgebruik door planten, het plantenmetabolisme van lachgas bestuderen, kijken naar de impact van beleidsveranderingen en werken aan het stimuleren van het gebruik ervan. van groenbemesters.
