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ECOLOGIA E MEIO AMBIENTE: O SONHO É COLOCAR ÁGUA, AR E LUZ SOLAR PARA CRIAR UM COMBUSTÍVEL

A amônia é a vedete da nossa edição desta quarta-feira da coluna ECOLOGIA  E MEIO AMBIENTE. Químicos da Universidade de Wisconsin  Madison descobriram uma nova maneira de converter amônia em gás nitrogênio, utilizando um processo que pode ser um passo para a substituição dos combustíveis à base de carbono pela amônia. Ao ler o artigo completo a seguir você vai entender como funciona o processo dessa incrível transformação.

Químicos descobrem nova maneira de aproveitar a energia limpa da amônia

Uma equipe de pesquisa da Universidade de Wisconsin  Madison identificou uma nova maneira de converter amônia em gás nitrogênio por meio de um processo que pode ser um passo para a substituição da amônia pelos combustíveis à base de carbono.

A descoberta desta técnica, que usa um catalisador metálico e libera, em vez de exigir, energia recebeu uma patente provisória da Wisconsin Alumni Research Foundation.

“O mundo atualmente funciona com uma economia de combustível de carbono”, explica Christian Wallen, autor do artigo e ex-pesquisador de pós-doutorado no laboratório do químico John Berry da UW-Madison. “Não é uma grande economia porque queimamos hidrocarbonetos, que liberam dióxido de carbono na atmosfera. Não temos como fechar o ciclo para um verdadeiro ciclo de carbono, onde poderíamos transformar o dióxido de carbono de volta em um combustível útil”.

Para avançar em direção à meta das Nações Unidas de que o mundo se torne neutro em carbono até 2050, os cientistas devem considerar maneiras ambientalmente responsáveis ​​de criar energia a partir de outros elementos que não o carbono, e a equipe da UW-Madison está propondo uma economia de energia de nitrogênio baseada em interconversões de nitrogênio e amônia.

Os cientistas ficaram entusiasmados ao descobrir que a adição de amônia a um catalisador metálico contendo o elemento semelhante à platina, rutênio, produzia nitrogênio espontaneamente, o que significa que não era necessária energia adicional. Em vez disso, esse processo pode ser aproveitado para produzir eletricidade, com prótons e gás nitrogênio como subprodutos. Além disso, o complexo de metal pode ser reciclado através da exposição ao oxigênio e usado repetidamente, um processo muito mais limpo do que o uso de combustíveis à base de carbono.

“Descobrimos que, não apenas estamos produzindo nitrogênio, estamos produzindo em condições completamente sem precedentes”, diz Berry, que é o professor de química Lester McNall e concentra seus esforços de pesquisa na química dos metais de transição. “Ser capaz de completar a reação de amônia a nitrogênio sob condições ambientais – e obter energia – é um grande negócio.”

A amônia foi queimada como fonte de combustível por muitos anos. Durante a Segunda Guerra Mundial, foi usado em automóveis, e os cientistas hoje estão considerando maneiras de queimá-lo em motores como substituto da gasolina, principalmente na indústria marítima. No entanto, a queima de amônia libera gases tóxicos de óxido de nitrogênio.

A nova reação evita esses subprodutos tóxicos. Se a reação fosse alojada em uma célula de combustível onde a amônia e o rutênio reagem na superfície de um eletrodo, poderia produzir eletricidade de forma limpa sem a necessidade de um conversor catalítico.

“Para uma célula de combustível, queremos uma saída elétrica, não uma entrada”, diz Wallen. “Descobrimos compostos químicos que catalisam a conversão de amônia em nitrogênio à temperatura ambiente, sem qualquer voltagem aplicada ou produtos químicos adicionados. Este é o primeiro processo, até onde sabemos, a fazer isso.”

“Temos uma infraestrutura estabelecida para distribuição de amônia, que já é produzida em massa a partir de nitrogênio e hidrogênio no processo Haber-Bosch”, diz Michael Trenerry, estudante de pós-graduação e autor do artigo. “Esta tecnologia pode permitir uma economia de combustível livre de carbono, mas é metade do quebra-cabeça. Uma das desvantagens da síntese de amônia é que o hidrogênio que usamos para produzir amônia vem do gás natural e dos combustíveis fósseis.”

Essa tendência está mudando, no entanto, à medida que os produtores de amônia tentam produzir amônia “verde”, na qual os átomos de hidrogênio são fornecidos pela eletrólise da água neutra em carbono, em vez do processo Haber-Bosch, que consome muita energia.

À medida que os desafios da síntese de amônia forem superados, de acordo com Berry, haverá muitos benefícios em usar amônia como fonte de energia ou combustível comum. É compressível, como propano, fácil de transportar e fácil de armazenar. Embora já existam algumas células de combustível de amônia, elas, ao contrário desse novo processo, requerem energia adicional, por exemplo, primeiro dividindo a amônia em nitrogênio e hidrogênio.

Os próximos passos do grupo incluem descobrir como projetar uma célula de combustível que aproveite a nova descoberta e considerar maneiras ecológicas de criar os materiais iniciais necessários.

“Um dos próximos desafios em que gostaria de pensar é como gerar amônia a partir da água, em vez de gás hidrogênio”, diz Trenerry. “O sonho é colocar água, ar e luz solar para criar um combustível.”

Esta pesquisa é relatada na revista Nature Chemistry .

Fonte: Universidade de Wisconsin  Madison

Energia limpa a partir de amônia: descoberta da universidade é um passo em direção à economia livre de carbono

Fonte: Good News Network

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