Conversione simultanea dell'ammoniaca in idrogeno e fertilizzante: un'innovazione dalla University Alliance Ruhr

RomeUn gruppo di ricercatori dell'Università Alleanz Ruhr in Germania ha scoperto un nuovo metodo per convertire l'ammoniaca in idrogeno e nitrito, un componente fondamentale nei fertilizzanti. Questa innovazione potrebbe rivoluzionare la produzione di idrogeno e fertilizzanti, che attualmente avviene attraverso processi separati.

Innovazioni Chiave:

• Sviluppato un nuovo catalizzatore
• Integrato il processo Haber-Bosch inverso con l'elettrolisi dell'acqua
• Generato un doppio output di idrogeno e nitrito
• Utilizzato elettrodi a diffusione di gas per l'ingresso dell'ammoniaca

L'idrogeno può essere prodotto dividendo l'acqua in idrogeno e ossigeno. Affinché questo processo sia ecologico, è necessario utilizzare energia rinnovabile. La Germania non ha abbastanza spazio per produrre grandi quantità di energia rinnovabile, quindi dovrebbe importare idrogeno da altri paesi. Trasportare l'idrogeno è complicato poiché deve essere raffreddato a meno 253 gradi Celsius o mantenuto a pressioni elevate, entrambe operazioni che richiedono molta energia.

L'ammoniaca rappresenta un'opzione più semplice ed efficiente. Si trasforma in liquido a meno 33 gradi Celsius e contiene più energia. Un serbatoio di ammoniaca liquida può trasportare circa 2,5 volte più energia di uno di idrogeno liquido. Una volta arrivata a destinazione, l'ammoniaca viene solitamente riconvertita in idrogeno utilizzando il processo inverso di Haber-Bosch.

Questo processo di solito produce azoto inutilizzabile. Un team di ricerca tedesco ha scoperto un modo per migliorarlo. Hanno aggiunto un'ulteriore fase di elettrolisi che trasforma l'ammoniaca e l'acqua in nitrito e idrogeno. Questo metodo raddoppia la produzione di idrogeno e genera nitrito, che può essere trasformato in fertilizzante.

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Il team di ricerca è riuscito a utilizzare elettrodi a diffusione di gas per fornire ammoniaca sotto forma di gas, una modalità innovativa in questo campo di studio. Prima di questa sperimentazione, l'ammoniaca veniva sempre usata in forma disciolta, la quale presentava varie limitazioni. Si sono trovati di fronte alla sfida di individuare un catalizzatore capace di convertire direttamente l'ammoniaca in nitrito, anziché in azoto. Testando diversi catalizzatori multi-metallo, il team è riuscito a convertire l'87% degli elettroni trasferiti in nitrito.

Questo metodo impedisce anche la produzione indesiderata di ossigeno durante la scissione dell'acqua. Il lavoro del team dimostra che questa nuova idea è fattibile, ma è ancora lontana dall'essere applicata su larga scala nelle fabbriche. Sebbene sia ancora nelle fasi iniziali, questa ricerca potrebbe portare grandi vantaggi alle industrie dell'idrogeno e dei fertilizzanti.

Combinando questi passaggi si possono ridurre il consumo energetico e i costi, rendendo la produzione più sostenibile. Questo metodo è particolarmente utile per paesi come la Germania che devono importare idrogeno perché non hanno spazio per impianti di energia rinnovabile.

Questa ricerca sembra promettente, ma necessita di ulteriori sviluppi prima di poter essere adottata su larga scala. La produzione simultanea di idrogeno e fertilizzante a partire dall'ammoniaca potrebbe rendere l'uso dell'energia più efficiente e ridurre i costi di trasporto.