Produção Sustentável de Amônia: Novas Abordagens Inovadoras
Pesquisadores do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) e do Centro de Inovação em Novas Energias (CINE) desenvolveram métodos sustentáveis para a produção de amônia, um insumo essencial em processos químicos e na agricultura. A produção tradicional de amônia é altamente poluente, o que torna urgente a busca por alternativas mais limpas.
O CDMF, um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP, está localizado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). Já o CINE é um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE), apoiado pela FAPESP e Shell.
Estudo sobre Catalisadores Ecológicos
Um dos estudos, realizado em parceria com a University of Bath (Reino Unido) e publicado na revista Green Chemistry, apresenta um catalisador inovador feito de dissulfeto de molibdênio (MoS₂) modificado com um polímero microporoso, o PIM-1. Essa nova abordagem possibilita a produção de amônia a partir do nitrogênio do ar em condições ambientes, sem a necessidade de altas pressões ou temperaturas.
O processo eletroquímico utilizado apresentou quase o dobro da produção de amônia quando o MoS₂ foi modificado, alcançando uma eficiência energética de 45%. Esta inovação é significativa, pois expande as aplicações práticas do material em ambientes onde o oxigênio está presente.
Integração com Fontes de Energia Renováveis
De acordo com a pesquisadora Lucia Mascaro, este avanço representa uma importante contribuição para a produção descentralizada e sustentável de fertilizantes. A tecnologia é projetada para ser integrada a fontes de energia solar, reforçando novos caminhos tecnológicos que visam a redução das emissões de carbono na indústria química.
Fotocátodo para Produção de Amônia
O segundo estudo, destacado na capa da revista ChemPhysChem, explora uma estratégia sustentável para a síntese de amônia utilizando energia solar. Neste trabalho, os pesquisadores desenvolveram um fotocátodo multicamadas composto por kesterita, sulfeto de cádmio e dióxido de titânio, decorado com nanopartículas de platina. Essa configuração demonstrou uma produção de amônia 28 vezes superior àquela obtida sem platina, mostrando-se mais eficiente que métodos fotocatalíticos e eletrocatalíticos isolados.
Mascaro, autora sênior do estudo, acredita que esses resultados são um excelente passo em direção a métodos limpos e decentrados na produção de amônia.
Eletrocatalisadores para Recuperação de Nitrogênio
A terceira pesquisa descreve a criação de um eletrocatalisador composto por um eletrodo amorfo de fosfeto de níquel, modificado com oxi-hidróxido de ferro. Este eletrodo é utilizado para recuperar nitrogênio de efluentes industriais e agrícolas por meio da redução eletrocatalítica de nitrato de amônia, com os resultados publicados no Journal of Materials Chemistry A.
As três frentes de pesquisa convergem para a necessidade de novas rotas limpas e eficientes para a produção de amônia. As abordagens de eletroquímica avançada, fotoeletrocatálise e recuperação de nitratos demonstram a viabilidade de métodos descentralizados, utilizando energia renovável, para substituir o processo Haber-Bosch e reduzir a pegada de carbono na produção de fertilizantes.
Informações da Agência FAPESP
