Os cientistas usam raios para fazer amônia do nada

Os pesquisadores da Universidade de Sydney aproveitaram um raio feito pelo homem para desenvolver um método mais eficiente de gerar amônia-um dos produtos químicos mais importantes do mundo. A amônia também é o principal ingrediente de fertilizantes que representam quase metade de toda a produção world de alimentos.

A pesquisa foi publicada em Edição Internacional de Angewandte Chemie.

A equipe desenvolveu com sucesso um método mais direto para produzir amônia (NH₃) em forma de gás. Esforços anteriores de outros laboratórios produziram amônia em uma solução (amônio, NH₄⁺), que requer mais energia e processos para transformá -lo no produto closing de gás.

O método atual para gerar amônia, o processo de Haber-Bosch, tem um grande custo climático, deixando uma enorme pegada de carbono. Também precisa acontecer em larga escala e perto de fontes de gás pure barato para torná-lo econômico.

O processo químico que alimentou o mundo e a equipe de Sydney procura revolucioná -lo

A amônia de ocorrência pure (principalmente na forma de excrementos de pássaros) já foi tão alta em demanda que alimentava guerras.

A invenção do processo de Haber-Bosch no século XIX tornou a amônia fabricada pelo homem possível e revolucionou a agricultura e a indústria modernas. Atualmente, 90% da produção world de amônia se baseia no processo de Haber-Bosch.

“O apetite da indústria por amônia está crescendo apenas. Na última década, a comunidade científica world, incluindo nosso laboratório, quereta descobrir uma maneira mais sustentável de produzir amônia que não depende de combustíveis fósseis.

“Atualmente, a geração de amônia requer produção centralizada e transporte de longa distância do produto. Precisamos de uma ‘amônia verde’ de baixo custo, descentralizada e escalável”, disse o Professor Pesquisador PJ Cullen, da Escola de Engenharia Química e Biomolecular da Universidade de Sydney.

Sua equipe trabalha na produção de “amônia verde” há seis anos.

“Nesta pesquisa, desenvolvemos com sucesso um método que permite que o ar seja convertido em amônia em sua forma gasosa usando eletricidade. Um grande passo em direção aos nossos objetivos”.

A amônia contém três moléculas de hidrogênioo que significa que pode ser usado como um portador e eficaz e fonte de hidrogênio como fonte de energia, mesmo potencialmente como um meio eficaz de armazenar e transportar hidrogênio. Os órgãos da indústria descobriram que podem acessar o hidrogênio “quebrando” a amônia para separar as moléculas para usar o hidrogênio.

A amônia também é um forte candidato para uso como combustível sem carbono devido à sua composição química. Isso atraiu o interesse do setor de transporte, responsável por cerca de 3% de todas as emissões globais de gases de efeito estufa.

Quebrando um enigma químico

O novo método da equipe do professor Cullen para gerar obras de amônia aproveitando o poder do plasma, eletrificando ou excitando o ar.

Mas a estrela é um eletrolisador à base de membrana, uma caixa de prata aparentemente não descrita, onde a conversão em amônia gasosa acontece.

Durante o processo de Haber-Bosch, amônia (NH₃) é feito combinando nitrogênio (n₂) e hidrogênio (H₂) gases abaixo altas temperaturas e pressão na presença de um catalisador (uma substância que acelera uma reação química).

A equipe do Professor Cullen, com sede em plasma, desenvolvida, usa eletricidade para excitar moléculas de nitrogênio e oxigênio no ar. A equipe passa essas moléculas excitadas para o eletrolisador à base de membrana para converter as moléculas excitadas em amônia.

Os pesquisadores disseram que este é um caminho mais direto para a produção de amônia.

O professor Cullen disse que as descobertas sinalizam uma nova fase para tornar possível a amônia verde. A equipe agora está trabalhando para tornar o método mais eficiente e competitivo em comparação com o processo de Haber-Bosch.

“Essa nova abordagem é um processo de duas etapas, combinando o plasma e a eletrólise. Já tornamos viável o componente plasmático em termos de eficiência energética e escalabilidade.

“Para criar uma solução mais completa para uma amônia sustentável produtiva, precisamos promover a eficiência energética do componente eletrolisador”, disse o professor Cullen.