Un novedoso proceso que se realiza en Brasil ypublicadoen la revista Electrochemistry Communications convierte el nitrógeno y el hidrógeno en amoníaco (NH3) a temperatura y presión ambiente con alta eficiencia energética.
El grupo de investigadores, apoyado por la Fundación de Apoyo a la Investigación del Estado de São Paulo (FAPESP) utilizó un reactor electroquímico para superar el proceso Haber-Bosch, que libera grandes cantidades de calor al medio ambiente.
Haber-Bosch es el principal método industrial de producción de amoníaco a partir de nitrógeno e hidrógeno.
«En nuestro reactor, el proceso se produce mediante interacciones electrón-núcleo y disipa mucha menos energía», explica Rodrigo Fernando Brambilla de Souza, último autor del artículo, que es doctor en química por la Universidad Federal del ABC (UFABC).
Souza trabaja con una beca en la División de Almacenamiento Avanzado de Energía del Centro de Innovación en Nuevas Energías (CINE), centro de investigación apoyado por FAPESP en cooperación con la empresa privada.
Lanzado en mayo de 2018, el CINE está cofinanciado por Shell Brasil y realiza investigaciones en colaboración con tres instituciones académicas del estado de São Paulo: la Universidad de São Paulo (USP), la Universidad Estatal de Campinas (UNICAMP) y el Instituto de Investigación Nuclear y Energética (IPEN).
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Sobre la investigación
Varios grupos de investigación han estado buscando formas de producir amoníaco en condiciones ambientales. Los procesos electroquímicos convencionales utilizan electrolitos líquidos, que son eficaces para la síntesis, pero contaminan el amoníaco, por lo que es necesaria una etapa de purificación.
«Nuestro proceso utiliza un electrolito polimérico sólido, y el ánodo oxida el hidrógeno para proporcionar protones, que se enlazan químicamente con moléculas de nitrógeno adsorbidas por el catalizador de cobre. El resultado es amoníaco gaseoso, lo que elimina la necesidad de purificación para eliminar el electrolito«, explica Souza.
La adsorción consiste en la adhesión de moléculas de un gas, líquido o sólido disuelto (el adsorbato) a una superficie (el adsorbente).
«El artículo muestra resultados reales de la operación de un tipo diferente de reactor en estudios electroquímicos fundamentales que no siempre representan resultados reales. Es importante señalar que el amoníaco obtenido en nuestro estudio es puro, mientras que en otros estudios ha habido impurezas», dijo Almir Oliveira Neto, penúltimo autor del artículo de Brasil, y doctor en Química Física por la USP.
Los otros coautores del artículo son Victoria Maia, Camila Santos, Nathália Azeredo y Priscilla Zambiazi, todos del IPEN; y Ermete Antolini, profesora de la Universidad de Génova, Italia.
La producción anual de amoníaco asciende a unos 1,2 millones de toneladas métricas.
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