O método eletroquímico suporta economia round de nitrogênio

Think about um mundo onde o lixo industrial não é apenas reduzido, ele se transformou em algo útil. Esse tipo de economia round já está em andamento para o carbono. Agora, pesquisadores da Universidade de Washington, em St. Louis, desenvolveram um caminho promissor para converter óxido nítrico prejudicial, um componente essencial da chuva ácido, em valioso ácido nítrico, usado nas aplicações cotidianas da produção de fertilizantes ao processamento de metais.

Feng Jiao, Professor Distinto de Lauren e Lee Fixel na Escola de Engenharia McKelvey em Washu, e os colaboradores desenvolveram um método para converter óxido nítrico (Não) emissões em ácido nítrico concentrado de alta pureza (HNO₃).

O novo processo opera em condições quase ambientes com infraestrutura mínima, oferecendo uma solução economicamente viável para o desperdício de nitrogênio industrial com benefícios econômicos e ambientais. O trabalho é publicado em Catálise da natureza.

“Desenvolvemos uma abordagem eletroquímica para converter não, um gás residual tóxico, em ácido nítrico valioso”, disse Jiao.

“Nossa principal motivação é abordar gases de resíduos de locais de mineração, onde grandes quantidades de ácido nítrico são usadas para dissolver minérios metálicos, levando a emissões significativas. Nossa tecnologia permite que a conversão no native volte ao ácido nítrico para reutilização imediata, criando um processo mais sustentável e round”.

O processo eletroquímico inovador usa um catalisador baseado em carbono de baixo custo para nenhuma oxidação. Quando combinado com um catalisador de redução de oxigênio de metallic único desenvolvido pela Gang Wu, professor de energia, engenharia ambiental e química da McKelvey Engineering, o processo opera com baixo consumo de energia para converter NO em HNO₃ sem a necessidade de aditivos químicos ou etapas de purificação extras.

O sistema de oxidação eletroquímica foi projetado para ser “Plug and Play”, diz Jiao, construído no native sem investimentos maciços em infraestrutura ou matérias-primas caras, como metais preciosos. É flexível e personalizável para operações de pequena ou média escala e funciona à temperatura ambiente, reduzindo significativamente uso de energiacusto e impacto ambiental Comparado com o método de processamento de NO mais prevalente que requer temperaturas operacionais elevadas.

O sistema atinge mais de 90% de eficiência faradaica ao usar puro não. Mesmo em concentrações mais baixas de NO, o sistema mantém mais de 70% de eficiência faradaica, tornando -o adaptável a uma variedade de Resíduos industriais fluxos.

A síntese direta de HNO concentrado de alta pureza₃– até 32% em peso – de NO e água sem aditivos eletrolíticos ou purificação a jusante estabelece uma rota eletroquímica para valorizar os gases residuais, avançando a mitigação da poluição sustentável e a fabricação de produtos químicos.

Além da mineração, Jiao observou que a abordagem pode ter aplicações industriais mais amplas e potencial comercial forte, que Jiao e seus colaboradores demonstraram em uma análise technoeconômica detalhada que mostrou que seu processo se orgulha de menor consumo de energia e custos reduzidos em comparação com o HNO tradicional₃ Métodos de fabricação.

Transformar poluentes industriais em produtos químicos valiosos é apenas um bom negócio, além de ser bom para o meio ambiente, disse Jiao.

“O ácido nítrico A saída por nosso sistema pode ser usada diretamente em aplicações de mineração ou em outros processos químicos “, disse Jiao.

“Já alcançamos eficiência e pureza muito impressionantes em nossa produção. No futuro, estaremos trabalhando para melhorar esses números ainda mais enquanto também escalando para aplicações práticas. Estamos analisando como podemos construir essa tecnologia em uma economia round de nitrogênio que abrirá portas para mais Agricultura eficiente e sustentávelfabricação e muitas outras coisas. “