Aproximadamente el 50% de la producción mundial de alimentos se basa en fertilizantes de amoníaco, una fuente importante de nitrógeno que es esencial para el crecimiento de las plantas. En algunos campos, no es raro ver 90 kg de amoníaco por acre para cada temporada de crecimiento. En otros lugares, el amoníaco es un ingrediente valioso que se utiliza para fabricar productos farmacéuticos, plásticos, textiles, explosivos y mucho más. En otras palabras, el amoníaco proporciona un servicio esencial para la sociedad moderna. Solo hay un problema: la producción de amoníaco grava enormemente el medio ambiente, ya que es responsable de aproximadamente el 2% de la producción mundial de CO2. Su huella de carbono es equivalente a todas las emisiones de gases de efecto invernadero emitidas por Sudáfrica.
Pero eso puede cambiar desde que los científicos de la Universidad de Monash en Australia han ideado un nuevo método de producción “verde” de amoníaco. Para producir amoníaco en la actualidad, las plantas industriales emplean lo que se conoce como el ciclo Haber-Bosch, durante el cual el gas metano se refina para producir hidrógeno, que reacciona con el nitrógeno de la atmósfera para sintetizar amoníaco. En el proceso, se liberan alrededor de seis toneladas de dióxido de carbono por cada 1,1 toneladas de hidrógeno. Además de liberar grandes cantidades de dióxido de carbono que calienta la atmósfera, la producción de amoníaco a escala industrial también causa contaminación por nitratos como subproducto, que a menudo termina en ríos y aguas subterráneas.
El método alternativo de producción de amoníaco desarrollado en Monash surgió mientras los investigadores se centraban en un objetivo completamente diferente. Durante el sombrío bloqueo de COVID de 2020, los investigadores Alexandr Simonov y Bryan Suryanto, que trabajaban en el laboratorio del profesor de Química Doug MacFarlane, querían fabricar lejía a partir de agua salada mediante electrólisis, el proceso de utilizar electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno.
Este blanqueador ecológico podría usarse para desinfectar las superficies de los hospitales, mientras que la solución alcalina subproducto es ideal para lavarse las manos, ya que es más amable con la piel que el jabón común. Pero en el proceso, los científicos se dieron cuenta de que las sales de fosfonio con las que estaban trabajando podrían ser sustancias químicas precursoras para producir amoníaco.
Para su asombro, los investigadores pudieron “producir amoníaco a temperatura ambiente, a tasas altas y prácticas y con eficiencia”. Ningún metano, ni ningún tipo de combustible fósil para el caso, estuvo involucrado en la síntesis de amoníaco verde, que puede ser alimentado por electricidad a partir de fuentes de energía renovables.
Esta no es la primera vez que se produce amoníaco a partir de fuentes verdes, pero el esfuerzo anterior solo arrojó pequeñas cantidades, no lo suficiente como para ser comercialmente viable al menos. De hecho, cuando Suryanto compartió los resultados de los experimentos con sus colegas, todos se quedaron estupefactos.
“Para ser honesto, el momento eureka no fue realmente ‘¡Eureka!’, Fue más como, ‘¿Estás seguro? Creo que es necesario volver a hacerlo”, dijo el profesor MacFarlane en un comunicado.
“Se necesita mucho tiempo para creerlo realmente. No sé si todavía hayamos tenido una celebración adecuada. El lanzamiento de nuestra empresa derivada posiblemente sea el momento en que realmente celebremos todo esto”.
Los investigadores de Monash están trabajando actualmente con una empresa local llamada Jupiter Ionics para llevar su método de fabricación de amoníaco al mercado.
“La tecnología abre una amplia gama de posibilidades para el futuro escalado a instalaciones de producción muy grandes para la exportación, conectadas a parques solares y eólicos dedicados”, dice el profesor MacFarlane.
Fuente: ZME Science.
