Internacional. Desde principios del siglo XX, el amoniaco se produce mediante el proceso Haber-Bosch. Este es un proceso químico que convierte el nitrógeno y el hidrógeno en amoniaco líquido. La reacción, que tiene lugar a temperaturas de unos 400 ° C y presiones de hasta 20 MPa, absorbe entre el 1 y el 2% de la producción total de energía del mundo [1] [3]. Según el Instituto de Productividad Industrial, provocó la emisión de aproximadamente 451 millones de t de CO2 en 2010.
El amoniaco se utiliza como refrigerante en la industria de la refrigeración. Es una alternativa interesante a los HFC ya que tiene un GWP de 0.
Un equipo de investigadores de la UNSW Sydney y de la Universidad de Sydney ha publicado un artículo [2] en Energy & Environmental Science que examina una forma de producir amoniaco a un costo menor, con energía renovable ya una escala menor de lo habitual.
Uno de los autores del artículo, el Dr. Jalili, dice que tratar de convertir el nitrógeno atmosférico (N2) directamente en amoniaco usando electricidad “ha representado un desafío significativo para los investigadores durante la última década, debido a la estabilidad inherente del N2 que lo hace difícil disolver y disociar ”. [3]
El Dr. Jalili y sus colegas idearon experimentos de laboratorio de prueba de concepto que usaban plasma (una forma de rayo hecho en un tubo) para convertir el aire en un intermedio conocido por los químicos como NOx, ya sea NO2- (nitrito) o NO3- (nitrato) . El nitrógeno de estos compuestos es mucho más reactivo que el N2 del aire.
“Trabajando con nuestros colegas de la Universidad de Sydney, diseñamos una gama de reactores de plasma escalables que podrían generar el intermediario NOx a una tasa significativa y con una alta eficiencia energética”, dice.
“Una vez que generamos ese intermediario en agua, diseñar un catalizador selectivo y escalar el sistema se volvió significativamente más fácil. El avance de nuestra tecnología fue el diseño de reactores de plasma de alto rendimiento junto con la electroquímica ”.
El profesor Patrick Cullen, quien dirigió el equipo de la Universidad de Sydney, agrega: “El plasma atmosférico encuentra cada vez más aplicaciones en la química verde. Al inducir las descargas de plasma dentro de las burbujas de agua, hemos desarrollado un medio para superar los desafíos de la eficiencia energética y la escala de procesos, acercando la tecnología a la adopción industrial ”.
El método "verde" del equipo de producción de amoniaco podría resolver el problema de almacenar y transportar energía de hidrógeno.
“El hidrógeno es muy liviano, por lo que necesita mucho espacio para almacenarlo, de lo contrario tendrá que comprimirlo o licuarlo”, dice el profesor Amal, codirector del Centro de Capacitación ARC para la Economía Global del Hidrógeno [3].
“Pero el amoniaco líquido en realidad almacena más hidrógeno que el propio hidrógeno líquido. Por eso, ha aumentado el interés en el uso del amoniaco como vector energético potencial para una economía libre de carbono ”.
Fuentes:
[1] ALBONETTI S., PERATHONER S., QUADRELLI E. A., Horizons in sustainable industrial chemistry and catalysis, vol. 178. Amsterdam: Elsevier, 2019, 444 p. Link.
[2] SUN J., ALAM D., DAIYAN R., et al. A hybrid plasma electrocatalytic process for sustainable ammonia production. Energy & Environmental Science. 2021. DOI: https://doi.org/10.1039/D0EE03769A
