Nova técnica para sintetizar amônia de forma mais barata

Um dos maiores problemas da Alemanha foi a Primeira Guerra Mundial. Eles começaram a ficar sem amônia, que é muito legal para produzir fertilizantes, mas também explosivos. Os aliados começaram a limitar o recebimento de salitre do Chile até esgotar de vez a fonte. Então, Fritz Haber desenvolveu o processo de síntese da amônia, tendo sido auxiliado por sua esposa Clara Immerwahr. Este processo é o chamado Haber-Bosch e praticamente extrai da atmosfera hidrogênio e nitrogênio do ar para produzir a amônia, de fórmula NH3. Só que aí tem outro problema: O nitrogênio é muito estável e se gasta grande quantidade de energia para promover a reação. As moléculas de nitrogênio e hidrogênio devem ser aquecidas a uma temperatura entre cerca de 350 e 550ºC, a uma pressão estúpida de 149,7 a 347 atm (1 atm é a pressão atmosférica ao nível do mar), com a presença de catalisadores à base de ferro. Ou seja, é uma bosta!

Será que cientistas conseguirão resolver este problema? Será que eles desenvolverão uma técnica capaz de ser mais sustentável? Bem, a pergunta está errada. Não é “Se” e sim “Quando”.

O dr. Xiaofeng Feng é professor-assistente do Departamento de Física da Universidade Central da Flórida. Enquanto ele não está lutando contra aqueles crocodilos de 50 metros de comprimento, Feng pesquisa o uso de eletrocatálise nos processos de conversão de energia que são centrais para as tecnologias de energia renovável e… ah, estou com preguiça de colocar aqui o que ele escreveu na bio de sua página. Cliquem no link e leiam lá.

A pesquisa de Feng trabalha exatamente com eletrocatálise, isto é, estimulação e aceleração de reação química por meio de passagem de corrente elétrica. A sua pesquisa descobriu um novo mecanismo pelo qual os elétrons podem ser usados ??de forma mais eficiente através do catalisador de hidreto de paládio. Isso não só pode fornecer uma nova rota para a síntese de amônia com o mínimo de energia elétrica, mas também dar subsídios para que outros pesquisadores testem a técnica e desenvolvam sua própria tecnologia de reação química, como a eterna promessa de transformar outra molécula estável: o dióxido de carbono em combustível.

A redução eletroquímica de N2 para NH3 fornece uma alternativa ao processo Haber-Bosch para produção distribuída e sustentável de NH3 quando alimentado por eletricidade renovável, afinal, perde-se todo o sentido de um sistema sustentável se sua eletricidade vem da queima de defunto de dinossauro (EU SEI!).

Entretanto, o sistema eletrolítico tem um problema: catalisadores. Sem eles, as reações sequer acontecem. Química não é mágica, caso não saibam. O processo pesquisado por Feng visa desenvolver e empregar eletrocatalisadores eficientes para redução de N2. Sendo assim, Feng utilizou nanopartículas de paládio em solução-tampão de fosfato sob condições ambientais, convertendo nitrogênio gasoso em amônia, superando outros catalisadores em termos de eficiência, incluindo o ouro e a platina.

Ficou interessado? Que ótimo, pois a pesquisa foi publicada na Nature CommunicationsNature Communications e está com acesso aberto.

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