Científicos de la Universidad australiana de Monash afirman haber logrado un avance decisivo en la producción de amoníaco ecológico que podría desplazar el proceso Haber-Bosch, extremadamente sucio, con el potencial de eliminar casi el 2% de las emisiones mundiales de efecto invernadero.
El amoníaco es uno de los productos químicos industriales más
producidos en el mundo, y es absolutamente vital para la sociedad moderna.
Actualmente, la mayor parte del amoníaco se usa como fertilizante agrícola,
pero también se emplea en plásticos, fibras, explosivos, productos
farmacéuticos y otros sectores.
La
industria mundial del amoníaco bombea más de 230 millones de toneladas de
amoníaco al año, y es posible que la demanda aumente a medida que avanza la
carrera hacia las emisiones netas cero; el amoníaco almacena tanta energía que
se está proponiendo como combustible ecológico de alta densidad para sectores
difíciles de descarbonizar como el transporte marítimo y la aviación.
Prácticamente
todo el amoníaco que se produce hoy en día se hace mediante el ciclo
Haber-Bosch. El gas metano natural se usa para producir hidrógeno (liberando
seis toneladas de dióxido de carbono por cada 1,1 toneladas de hidrógeno), luego
este hidrógeno se hace reaccionar con el nitrógeno atmosférico para producir
amoníaco, normalmente quemando más gas natural para proporcionar el calor y la
presión necesarios para la reacción.
Esto no sólo supone un 1,8% de
las emisiones mundiales de CO2,
sino que también es responsable de la contaminación por nitratos de las aguas
subterráneas y emite grandes cantidades de óxido nitroso peligroso a la
atmósfera. Por no hablar de que consume entre el 3-5% del total de la
producción mundial de gas natural, y de que el propio proceso de extracción de
gas arroja emisiones de metano directamente al aire, donde actúa como un gas de
efecto invernadero extremadamente potente.
En
resumen, hay que acabar con Haber-Bosch si queremos llegar a las emisiones
netas cero. Los investigadores de la Universidad de Monash afirman que han dado
con una forma de eliminar el gas natural de la ecuación, sin dejar de producir
amoníaco «a temperatura ambiente, con un rendimiento elevado y práctico».
Para ser sincero, el
momento de eureka no fue realmente «¡Eureka!», fue más bien «¿Estás seguro?
Creo que hay que repetirlo. Se necesita mucho tiempo para creerlo realmente. No
sé si hemos tenido una celebración adecuada. El lanzamiento de nuestra empresa
derivada será posiblemente el momento en que celebremos de verdad todo esto.
Doug MacFarlane.
El proceso es muy
similar a lo que ocurre en un electrolizador de agua para producir hidrógeno,
con la diferencia de que nosotros utilizamos electrolitos que son conocidos en
el mundo de las baterías de litio. Cuando se aplica corriente a través de una célula
electrolítica que contiene dichos electrolitos y también gas nitrógeno
disuelto, se encuentra un compuesto llamado nitruro de litio (Li₃N) en la superficie del cátodo. El electrolito también debe contener
un portador de los iones de hidrógeno, o protones … [en nuestro trabajo] hemos
demostrado que las sales de fosfonio pueden actuar como tales portadores de
protones para producir amoníaco de manera muy eficiente.
Cuando los iones de
hidrógeno llegan al cátodo, desplazan los átomos de litio de cada molécula de
nitruro de litio, creando NH₃ – o amoníaco. Éste
se libera de la superficie del cátodo y se captura. El fosfonio circula entre
los dos electrodos entregando sus protones en el cátodo, y siendo repuesto con
un protón fresco en el ánodo, creando un proceso continuo que podemos hacer
funcionar hasta cuatro días.
Dr. Alexandr Simonov
El
proceso es tan limpio como la electricidad que se utiliza para alimentarlo, y
produce unos 53 nanomoles de amoníaco por segundo, con eficiencia faradica de
alrededor del 69%.
El
equipo afirma que se trata de un método muy escalable, capaz de funcionar tanto
a escala industrial como en operaciones in situ extremadamente pequeñas.
El
equipo ha patentado la tecnología y ha creado una empresa, Jupiter Ionics, para
comercializarla.
Aun
así, Haber-Bosch tiene que morir, y si esta tecnología de Jupiter Ionics puede
ayudar a ponerle fin, el mundo estará mejor.
No hay comentarios:
Publicar un comentario