חוקרים יצרו שיטה חלוצית מבוססת פלזמה המסנתזת גז אמוניה ישירות מהאוויר באמצעות חשמל ותאורה מלאכותית, תוך עוקפת את שיטת Haber-Bosch התלויה בדלקים מאובנים ומציעה ייצור אמוניה ירוקה, ניתנת להרחבה, בעלות נמוכה, מחוץ לרשת החשמל, עם יתרונות סביבתיים משמעותיים.
חוקרים מאוניברסיטת סידני חשפו טכניקה חדשנית לייצור אמוניה באמצעות חשמל ותאורה מלאכותית, ובכך פתחו דרך לייצור אמוניה נקי ומבוזר, שיכול להפחית משמעותית את התלות בדלקים מאובנים. גישה חדשנית זו עוקפת את תהליך האבר-בוש בן מאה השנים , ששולט כיום בסינתזת אמוניה אך ידוע לשמצה בצריכת האנרגיה הגבוהה שלו, תלותו בדלקים מאובנים ופליטות הפחמן הניכרות שלו.
בלב הקידום של צוות סידני עומדת שיטה דו-שלבית המשתמשת בפלזמה כדי לעורר מולקולות חנקן וחמצן ישירות מהאוויר. מולקולות אלו, המופעלות על ידי אנרגיה, מומרת לאחר מכן לגז אמוניה באמצעות אלקטרוליזר מבוסס ממברנה. בניגוד לשיטות קודמות שייצרו בדרך כלל אמוניה בצורת אמוניום נוזלית, הדורשות עיבוד נוסף, שיטה פורצת דרך זו מניבה אמוניה ישירות כגז, מה שמייעל את תהליך הייצור. פרופסור פ.ג'יי. קאלן מבית הספר להנדסה כימית וביו-מולקולרית של אוניברסיטת סידני תיאר הישג זה כ"צעד ענק לקראת המטרות שלנו", המאפשר סינתזת אמוניה בעלות נמוכה, ניתנת להרחבה וידידותית לרשת החשמל.
ההשלכות של התפתחות זו מרחיקות לכת הרבה מעבר לייצור דשנים - מגזר התומך בכמעט מחצית מייצור המזון העולמי וקשור זה מכבר לפליטות אדירות. אמוניה טומנת בחובה גם פוטנציאל משמעותי כנשא אנרגיה נקייה עתידי בשל תכולת המימן הגבוהה שלה. תעשיות כמו ספנות כבר בוחנות אמוניה כחלופה לדלק נטולת פחמן. השיטה שפותחה בסידני עשויה לשנות את אופן ייצור האמוניה הירוקה , ולהפוך אפשרויות דלק ודשנים בני קיימא לנגישות יותר למקומות מרוחקים או כפריים חסרי תשתית תעשייתית מרכזית.
חדשנות זו מגיעה על רקע מאמצים עולמיים גוברים למעבר מייצור אמוניה התלוי בדלקים מאובנים למה שמכונה אמוניה ירוקה, המופקת באמצעות מקורות אנרגיה מתחדשים כמו אנרגיית רוח או אנרגיה סולארית. ייצור אמוניה ירוקה מסורתי מפחית משמעותית את פליטות ה-CO₂ על ידי יצירת מימן מאלקטרוליזה של מים המונעת על ידי אנרגיות מתחדשות לפני סינתזתו עם חנקן. עם זאת, למרות היתרונות הסביבתיים הללו, אימוץ בקנה מידה גדול מתמודד עם אתגרים, כולל עלויות גבוהות ויישום איטי, מכשולים כלכליים שהאטו את המעבר ברחבי התעשייה לעבר חלופות ירוקות.
לעומת זאת, פרויקטים מתמשכים ברחבי העולם מדגישים הן את ההבטחה והן את היקף יוזמות האמוניה הירוקה. לדוגמה, חברת החשמל הגרמנית EnBW מתכננת לייבא 100,000 טון של אמוניה ירוקה מדי שנה מפרויקט האמוניה הירוקה של Skipavika מנורבגיה עד 2027. פרויקט זה ממנף חשמל מתחדש מקומי כדי להפעיל את האלקטרוליזר שלו והוא חלק מהאסטרטגיה של גרמניה להפחית פחמן מהמגזרים התעשייתיים שלה באמצעות יבוא מימן נקי. באופן דומה, בקנדה, ניופאונדלנד ולברדור אישרו את פרויקט Nujio'qonik של וורלד אנרג'י, שייצר מימן ירוק ואמוניה המופעלים על ידי למעלה משלושה ג'יגה-וואט של אנרגיית רוח, מה שמסמן צעד משמעותי לייצור אמוניה נקייה בצפון אמריקה.
ועדיין, מומחים מכירים במורכבות הכרוכה במעבר מלא של תעשיות הדשנים והאנרגיה העולמיות לאמוניה ירוקה. כפי שציין סווין טורה הולסת'ר, ראש ענקית חומרי הזנה לגידולים, יארה אינטרנשיונל, תחום הדשנים באירופה חייב להאיץ את אימוץ פתרונות דלי פחמן כדי לעמוד ביעדי האקלים, אך אתגרים כלכליים ורגולטוריים נמשכים. עלויות ייצור גבוהות יותר, סובסידיות לא מספקות ותחרות מצד אזורים עם מדיניות אנרגיה מתחדשת נוחה יותר ממשיכים לסבך את הדרך לרווחיות באמוניה ירוקה.
אף על פי כן, חידושים כמו סינתזת האמוניה מבוססת הפלזמה של אוניברסיטת סידני מציעים תוספת מבטיחה לפרויקטים קיימים על ידי ביזור פוטנציאלי של ייצור, הפחתת עלויות והפחתת טביעת הרגל הסביבתית של ייצור האמוניה. ככל שמערכות אנרגיה וחקלאות עולמיות מבקשות להפחית את פליטת הפחמן, טכנולוגיות טרנספורמטיביות כגון זו עשויות להפוך לכלי עזר לעמידה בביקוש הגובר בעולם לדשנים בני קיימא ודלקים נקיים, ובמקביל להתמודד עם יעדי ביטחון תזונתי ושינויי אקלים.
