Investigadores de la Universidad de Sídney lograron un avance significativo en la producción sostenible de amoníaco, al desarrollar un método que utiliza electricidad para transformar el aire directamente en amoníaco gaseoso.
Este proceso, que simula el poder de los rayos mediante plasma atmosférico, representa una alternativa limpia y descentralizada al tradicional proceso Haber-Bosch, ampliamente utilizado en la industria química desde hace más de un siglo.
El nuevo enfoque, liderado por el profesor PJ Cullen desde el School of Chemical and Biomolecular Engineering y el Net Zero Institute, permite generar amoníaco sin recurrir a combustibles fósiles, altas presiones ni temperaturas extremas.
Según el comunicado, a diferencia de estudios previos que producían amoníaco en solución líquida, este método logra una conversión directa a gas, facilitando su uso inmediato en aplicaciones energéticas e industriales.
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El legado del Haber-Bosch
El proceso Haber-Bosch, desarrollado en 1909, revolucionó la agricultura moderna al permitir la síntesis de amoníaco a partir de nitrógeno e hidrógeno. Sin embargo, su impacto ambiental es considerable.
Se estima que este método consume entre el 1,5% y el 2% de la energía global y es responsable de más del 1% de las emisiones de CO2. Además, requiere gas natural como materia prima para obtener hidrógeno, lo que lo vincula directamente con la quema de combustibles fósiles.
La dependencia de grandes plantas industriales y de infraestructura energética intensiva limita su adopción en regiones sin acceso a gas barato o redes eléctricas robustas.
En América Latina, por ejemplo, esta centralización ha generado vulnerabilidades en la cadena de suministro de fertilizantes, afectando tanto la seguridad alimentaria como la soberanía energética.
Electrificar el aire: cómo funciona el nuevo método
El sistema desarrollado por la Universidad de Sídney se basa en una secuencia de dos etapas: plasma y electrólisis. En la primera, se utiliza electricidad para excitar las moléculas de nitrógeno y oxígeno del aire, simulando el efecto de un rayo.
Esta activación genera especies reactivas que luego son canalizadas hacia un electrolizador de membrana, donde se produce la conversión final en amoníaco gaseoso.
Este electrolizador, una unidad compacta y escalable, permite transformar los gases excitados en moléculas de NH3 sin necesidad de catalizadores metálicos ni condiciones extremas.
El resultado es una producción limpia, flexible y adaptable a diferentes entornos, desde laboratorios hasta instalaciones rurales.
Más que fertilizante: el amoníaco como vector energético
El amoníaco contiene tres átomos de hidrógeno, lo que lo convierte en un portador energético estratégico, ya que puede utilizarse para almacenar y transportar hidrógeno verde, liberándolo posteriormente mediante procesos de craqueo.
Además, su combustión no emite dióxido de carbono, lo que lo posiciona como un combustible limpio para sectores difíciles de electrificar, como el transporte marítimo.
Empresas como Maersk y NYK Line ya están desarrollando buques propulsados por amoníaco, mientras que países como Japón y Corea del Sur han lanzado estrategias nacionales para fomentar el uso de “amoníaco azul” y “verde” en sus matrices energéticas.
En este contexto, el método australiano podría acelerar la adopción de soluciones basadas en amoníaco sin carbono.
Producción descentralizada
Una de las ventajas más destacadas del nuevo sistema es su capacidad para descentralizar la producción de amoníaco.
A diferencia del Haber-Bosch, que requiere grandes plantas industriales cercanas a yacimientos de gas natural, el método de plasma y electrólisis puede instalarse localmente, incluso en comunidades rurales o agrícolas sin acceso a infraestructura energética compleja.
Esto abre la posibilidad de que pequeños productores generen su propio fertilizante, reduciendo costos y emisiones por transporte.
En países como Chile, Colombia o Argentina, con abundante energía solar y eólica, esta tecnología podría integrarse en hubs de hidrógeno verde, fortaleciendo la soberanía energética y alimentaria regional.
«El interés de la industria por el amoníaco no deja de crecer. En esta investigación, hemos desarrollado con éxito un método que permite convertir el aire en amoníaco en su forma gaseosa utilizando electricidad»
Profesor PJ Cullen
Desafíos técnicos y próximos pasos
Aunque el componente de plasma ya ha demostrado ser viable en términos de eficiencia energética y escalabilidad, el equipo de la Universidad de Sídney trabaja ahora en optimizar el rendimiento del electrolizador.
El objetivo es lograr que el sistema completo sea competitivo frente al Haber-Bosch, tanto en costos como en capacidad de producción.
La investigación fue publicada en la revista Angewandte Chemie International Edition y ha sido respaldada por instituciones académicas, aunque algunos investigadores están vinculados a la startup PlasmaLeap Technologies, interesada en su aplicación comercial.
Este avance representa mucho más que una innovación técnica, ya que en un contexto global marcado por la urgencia climática, la volatilidad geopolítica y la necesidad de descarbonizar sectores clave, la posibilidad de producir amoníaco limpio a partir del aire y electricidad podría redefinir las bases de la industria química, agrícola y energética.
