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En búsqueda de mejoras en la fabricación de fertilizantes
La fabricación de la mayor parte de fertilizantes nitrogenados que se producen mundialmente cada año requiere amoniaco (NH3), sustancia que se obtiene en gran escala en plantas industriales que operan bajo el proceso Haber-Bosch. Esta tecnología no sólo requiere elevadas cantidades de energía a fin de generar altas temperaturas y presiones, necesarias para combinar nitrógeno e hidrógeno y formar amoníaco (NH3), [1] sino que también genera CO2 como subproducto, gas de efecto invernadero.
El amoniaco en sí mismo se podría emplear como fertilizante. Sin embargo, ponerlo al alcance de agricultores de áreas remotas y rurales, como en África subsahariana, es un reto debido a que la lejanía de las grandes instalaciones de fabricación, se traduce en principio en mayores precios. A esta problemática se contrapone una respuesta reciente y novedosa propuesta por un equipo de ingenieros químicos del MIT liderados por Prof. Karthish Manthiram.
Manthiram y sus colaboradores reportaron recientemente [2] un método de fabricación alternativo para obtener amoniaco a menor escala con el fin de descentralizar su manufactura y que esté más cerca de los usuarios finales.
La investigación reportada propone obtener amoniaco a temperaturas y presiones normales (bajas) usando un catalizador de litio y corriente eléctrica a fin de romper el triple enlace presente en el nitrógeno y formar así nitruro de litio, compuesto que ha de reaccionar posteriormente con hidrógeno a fin de producir amoniaco.
No obstante el logro anterior, permanece un siguiente desafío: mejorar la eficiencia energética de la reacción, que actualmente es 2%, la cual contrasta con la mayor eficiencia (50-80%) del proceso tradicional Haber-Bosch.
Referencias:
[1] Anee Trafton. Technique could enable cheaper fertilizer production. MIT News. 4 de mayo de 2020. [Online]. Disponible: http://news.mit.edu/2020/cheaper-fertilizer-production-0504. [Accedido. 20 de mayo de 2020]
[2] Lazouski, Nikifar & Chung, Minju & Williams, Kindle & Gala, Michal & Manthiram, Karthish. (2020). Non-aqueous gas diffusion electrodes for rapid ammonia synthesis from nitrogen and water-splitting-derived hydrogen. Nature Catalysis, 3, 463–469 (2020).
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