Transformação simultânea de amônia em hidrogênio e fertilizante revoluciona a indústria química

São PauloUma equipe de pesquisadores da University Alliance Ruhr, na Alemanha, descobriu uma nova maneira de converter amônia em hidrogênio e nitrito, um ingrediente chave na fabricação de fertilizantes. Essa descoberta pode revolucionar a produção de hidrogênio e fertilizantes, que atualmente são fabricados por processos separados.

Inovações Principais:

• Desenvolvimento de um novo catalisador
• Integração do processo reverso de Haber-Bosch com a eletrólise da água
• Produção dupla de hidrogênio e nitrito
• Utilização de eletrodos de difusão gasosa para a entrada de amônia

Hidrogênio pode ser produzido ao se dividir a água em hidrogênio e oxigênio. Para que isso seja ecologicamente correto, é necessário utilizar energia renovável. A Alemanha não possui espaço suficiente para gerar grandes quantidades dessa energia e, por isso, precisaria importar hidrogênio de outros lugares. No entanto, transportar hidrogênio é um desafio, pois ele precisa ser resfriado a menos 253 graus Celsius ou mantido sob altas pressões, o que demanda muita energia.

Amônia é uma opção mais simples e eficiente. Ela se liquefaz a menos 33 graus Celsius e possui maior densidade energética. Um tanque de amônia líquida pode transportar cerca de 2,5 vezes mais energia do que um tanque de hidrogênio líquido. Ao chegar ao destino, a amônia geralmente é transformada novamente em hidrogênio através do processo inverso de Haber-Bosch.

Esse processo geralmente gera um nitrogênio inútil. Uma equipe de pesquisa alemã encontrou uma maneira de melhorá-lo. Eles adicionaram uma nova etapa de eletrólise que transforma amônia e água em nitrito e hidrogênio. Esse método dobra a produção de hidrogênio e gera nitrito, que pode ser transformado em fertilizante.

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A equipe de pesquisa conseguiu utilizar eletrodos de difusão de gás para fornecer amônia na forma gasosa, uma abordagem inovadora nesse campo de estudo. Anteriormente, a amônia era sempre usada em sua forma dissolvida, o que apresentava diversas limitações. Eles enfrentaram o desafio de encontrar um catalisador que convertesse amônia diretamente em nitrito, em vez de nitrogênio. A equipe testou vários catalisadores multi-metálicos e conseguiu converter 87% dos elétrons transferidos em nitrito.

Este método também impede a produção indesejada de oxigênio durante a divisão da água. A pesquisa da equipe demonstra que essa nova abordagem é viável, mas ainda está longe de ser aplicada em grande escala nas fábricas. Apesar de estar nas fases iniciais, o estudo tem o potencial de trazer grandes benefícios para as indústrias de hidrogênio e fertilizantes.

A combinação dessas etapas pode reduzir o consumo de energia e os custos, tornando a produção mais sustentável. Essa abordagem é especialmente útil para países como a Alemanha, que precisam importar hidrogênio por não terem espaço para instalações de energia renovável.

Esta pesquisa é promissora, mas necessita de mais desenvolvimento antes de ser amplamente aplicada. A produção simultânea de hidrogênio e fertilizante a partir de amônia pode tornar o uso de energia mais eficiente e reduzir os custos de transporte.