Pesquisa aponta caminho para otimizar a produção sustentável de amônia

A NH 3 é um dos compostos químicos mais produzidos do mundo, sendo usada na indústria de fertilizantes, como fluido refrigerante e na fabricação de produtos que vão de explosivos até medicamentos. Além disso, é vista como promessa para a transição energética

A NH 3 é um dos compostos químicos mais produzidos do mundo, sendo usada na indústria de fertilizantes, como fluido refrigerante e na fabricação de produtos que vão de explosivos até medicamentos. Além disso, é vista como promessa para a transição energética

Agência FAPESP * – Uma equipe científica multidisciplinar avaliou o desempenho a longo prazo de um material usado na produção sustentável de amônia, fornecendo orientações para processos mais estáveis e eficientes. A amônia (NH 3 ) é um dos compostos químicos mais produzidos do mundo: além de ser amplamente usada na indústria de fertilizantes, é empregada como fluido refrigerante e na fabricação de diversos produtos, desde explosivos até medicamentos. Adicionalmente, dado que cada molécula de amônia contém três átomos de hidrogênio, ela é vista como um meio viável para transportar esse elemento químico, que pode ser usado como combustível em veículos e máquinas sem gerar emissões de carbono.

A principal vantagem da amônia sobre o hidrogênio puro é a facilidade de transporte a longas distâncias. Como ambos são gases em condições ambientes, precisam passar para o estado líquido para ocupar menos espaço. No entanto, a liquefação da amônia é muito mais econômica. Como o produto já conta com uma extensa infraestrutura global, a estratégia mais competitiva hoje é transportar o hidrogênio na forma de amônia e decompor o composto apenas no local de uso.

Entretanto, o método convencional de produção de amônia, chamado Haber-Bosch, é atualmente responsável por cerca de 2% das emissões globais de gases de efeito estufa e por 1% a 2% do gasto mundial de energia por causa das condições de alta temperatura e pressão nas quais é realizado.

Por isso, muitos grupos de pesquisa estão investigando métodos mais sustentáveis de produção de amônia, como a reação de redução de nitrato, que é realizada em temperatura e pressão ambientes e pode usar facilmente eletricidade de fontes renováveis.

O processo consiste em uma série de reações eletroquímicas nas quais o íon nitrato (NO 3 - ) recebe elétrons e prótons enquanto perde oxigênio. No final da reação, o nitrato – composto considerado poluente em ambientes aquáticos pela Organização Mundial da Saúde (OMS) – é transformado em amônia.

Mas, para que o processo seja viável, é necessário contar com eletrocatalisadores eficientes e estáveis. Eletrocatalisadores são materiais que facilitam reações eletroquímicas que ocorrem na superfície de um eletrodo, tornando-as mais rápidas e energeticamente eficientes.