Notícia

Cientistas avançam na direção da viabilidade de produção da amônia verde

Fonte

Universidade Monash

Data

sábado, 4 dezembro 2021 11:15

Áreas

Biotecnologia. Química Verde. Tecnologias.

O Dr. Doug MacFarlane, professor de Química da Universidade Monash, na Austrália, sabe há muito tempo que a amônia (NH3) pode ser produzida diretamente do nitrogênio (N2), que constitui 78% do ar que respiramos, mais o hidrogênio (H) da água que bebemos. Se a eletricidade usada para fazer essa amônia vier de fontes renováveis, a amônia seria verde ou livre de carbono.

Isso significa que o fertilizante mais importante da Terra – responsável pelo aumento da produção agrícola que permite ao planeta sustentar sua população atual – poderia ser criado de forma sustentável.

A maior parte da amônia é produzida em grandes fábricas, empregando um processo desenvolvido pelos alemães Fritz Haber e Carl Bosch há mais de um século. As plantas de amônia Haber-Bosch são responsáveis ​​por cerca de 1,8% das emissões globais de gases do efeito estufa.

O professor MacFarlane e os colaboradores Dr. Alexandr Simonov e Dr. Bryan Suryanto desenvolveram recentemente um método de produção de amônia verde que tem o potencial de tornar as plantas Haber-Bosch obsoletas. O novo processo é semelhante à abordagem de eletrólise para a produção de hidrogênio.

A amônia verde também pode ser usada para substituir os combustíveis fósseis ’em quase todas as aplicações’, disse o professor MacFarlane. (Isso foi demonstrado pela primeira vez na Bélgica durante a Segunda Guerra Mundial, quando os ônibus belgas foram adaptados para funcionar com amônia líquida).

Carros, ônibus e até jatos também podem funcionar com amônia, disse o professor MacFarlane. Nos motores, a amônia funciona de maneira semelhante ao GLP, explicou o pesquisador.

O Dr. Suryanto fez a descoberta da amônia verde em 2020, durante o longo bloqueio COVID de Melbourne, na Austrália. Ele tinha permissão especial para trabalhar na Universidade Monash em colaboração com a empresa local Verdant, que queria fazer água sanitária por eletrólise. A água sanitária pode ser usada para desinfetar superfícies, e a solução alcalina produzida também pode ser usada para lavar as mãos – é melhor para a pele do que o sabão e popular em hospitais, disse o professor MacFarlane. Ambos os produtos foram necessários durante a emergência da COVID-19.

Enquanto trabalhava neste projeto, o Dr. Suryanto também conduziu experimentos para ver se os sais de fosfônio – uma categoria dos líquidos iônicos que o professor MacFarlane pesquisou durante sua carreira – poderiam ser usados para produzir amônia verde por eletrólise. As tentativas anteriores de fazer amônia verde só foram capazes de produzir pequenas quantidades – não o suficiente para ser comercialmente viável.

Com fosfônio, um resultado surpreendente

Para a surpresa do Dr. Suryanto, o sal de fosfônio permitiu que ele ‘produzisse amônia em temperatura ambiente, em taxas e eficiência altas e práticas’. “Demorou muito tempo para realmente acreditar. Não sei se ainda tivemos uma celebração adequada. O lançamento de nossa empresa spin-out será, possivelmente, o momento em que realmente celebraremos tudo isso”, disse o Dr. Suryanto.

Uma vantagem que a amônia verde tem sobre a amônia Haber-Bosch “é que podemos fazer nossas plantas de amônia verde realmente pequenas. Você não precisa de uma grande configuração de Engenharia Química. Eles podem ser tão pequenos quanto um iPad, e isso pode produzir uma pequena quantidade de amônia continuamente para operar uma estufa comercial ou instalação de hidroponia, por exemplo. Isso significa que a produção distribuída de fertilizantes se torna possível, porque a unidade de fabricação de amônia é muito pequena e de construção simples”, explicou o pesquisador.

Nem tudo que é ‘verde’ é bom sempre

A amônia ‘verde’ não é tão conhecida como o hidrogênio verde, mas é um substituto mais prático para o combustível fóssil. Mas o uso extensivo de amônia verde também tem uma desvantagem potencial.

O uso intensivo de fertilizantes sintéticos nos últimos 100 anos aumentou enormemente a exposição do planeta aos compostos de nitrogênio. NOx é um termo genérico para os óxidos de nitrogênio que causam poluição atmosférica. O escoamento de fertilizantes, na forma de nitratos, é poluente em rios e mares.

“Eles passam por vários processos no oceano e, eventualmente, são emitidos de volta para a atmosfera como gás N2 [nitrogênio]. Mas alguns desses ciclos e alguns dos materiais intermediários que envolvem nitrogênio no oceano têm meias-vidas muito longas – mais de 100 anos”, destacou o professor MacFarlane.

Isso significa que seus efeitos em longo prazo permanecem desconhecidos. Mais pesquisas sobre o ciclo do nitrogênio são essenciais, concluiu o professor MacFarlane.

Os resultados do estudo foram publicados na revista Science.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Monash (em inglês).

Fonte: Universidade Monash. Imagem: Wikimedia Commons.