Estudo revela novas técnicas para produção sustentável de amônia

Uma nova pesquisa multidisciplinar está desbravando tecnologias para otimizar a produção sustentável de amônia, um composto químico fundamental na indústria global. A amônia (NH3), amplamente usada em fertilizantes, fluidos refrigerantes e até na fabricação de medicamentos e explosivos, é vista também como uma solução viável para o transporte de hidrogênio, essencial na transição para fontes de energia mais limpas.

Atualmente, a produção convencional de amônia, por meio do processo Haber-Bosch, é responsável por cerca de 2% das emissões globais de gases de efeito estufa. Essa técnica, que opera em altas temperaturas e pressões, consome uma quantidade significativa de energia. Em resposta a essa preocupação ambiental, cientistas têm explorado alternativas mais sustentáveis, como a redução de nitratos em condições de temperatura e pressão ambientes, utilizando eletricidade proveniente de fontes renováveis.

O processo de redução de nitrato transforma este poluente aquático em amônia, mas depende de eletrocatalisadores eficazes. Estes materiais facilitam reações eletroquímicas, aumentando a eficiência energética do processo. Recentemente, um estudo publicado na revista ACS Applied Materials & Interfaces investigou o desempenho de nanoplacas de óxido de cobalto (Co3O4) como eletrocatalisadores para esta reação.

Os pesquisadores liderados por Matheus Pereira Sales, do Programa de Hidrogênio de Baixo Carbono do Centro de Inovação em Novas Energias (CINE), analisaram como o envelhecimento do material afeta sua performance. A pesquisa envolveu a aplicação de mil ciclos voltamétricos, simulando condições de uso prolongado, e a caracterização do material novo e envelhecido, além de simulações em nível atômico.

Os resultados revelaram que o envelhecimento do eletrocatalisador pode aumentar a produção de amônia, mesmo que isso venha acompanhado de uma menor seletividade, resultando na formação de outros compostos. No entanto, este efeito pode ser ajustado, permitindo a otimização dos eletrocatalisadores para melhorar a eficiência do processo.

Essas descobertas são um passo importante para tornar a produção de amônia mais sustentável e, consequentemente, contribuir para a redução das emissões de carbono. A pesquisa abre novas possibilidades para a indústria, especialmente em um momento em que a busca por soluções energéticas limpas é cada vez mais urgente. Os próximos passos incluem a continuação dos estudos visando o aperfeiçoamento dos eletrocatalisadores e a aplicação prática das técnicas desenvolvidas.