En búsqueda de amoniaco más “verde”

El amoniaco (NH3) es un compuesto molecular que se produce a razón de 146 millones de toneladas anuales en un mercado anual valorizado en 50,000 millones de dólares. Su uso principal –de manera directa e indirecta- es como fertilizante de cultivos que alimentan a la mitad de la población mundial. Otros de sus usos son como refrigerante, como materia prima en las industrias farmacéutica y textil, como producto de limpieza, en la fabricación de explosivos, etc.

Imagen: Molécula de amoniaco

Industrialmente, el amoniaco se obtiene por reacción de hidrógeno y nitrógeno a altas presiones y temperaturas mediante el proceso Haber-Bosch, una de las innovaciones más importantes del siglo XX, pero controversial hoy en día dado su elevado consumo energético y de combustibles fósiles. Esto ha motivado la investigación de procesos alternativos más sostenibles. Uno de estos ha sido reportado en Enero del 2019 (Hawtof et al., Sci. Adv. 2019; 5 : eaat5778) por J. Renner y M. Sankaran, quienes obtuvieron amoniaco a presión y temperatura ambiente sin catalizador a partir de nitrógeno gaseoso y agua.

Renner y Sankaran estudiaron el efecto del pH y de la corriente sobre el proceso en una celda electrolítica híbrida (ánodo de platino y cátodo plasmático) obteniendo a bajos valores de corriente y pH una eficiencia faradaica cercana al 100%, parámetro que mide cuanto amoniaco se obtiene en relación a un máximo teórico esperado. Este, en términos prácticos, indica mayor producción de amoniaco que de otros subproductos del proceso.

El nuevo proceso electroquímico-plasmático aquí reseñado es significativamente mejor, en términos de eficiencia faradaica y rapidez de producción de amoniaco, que procesos similares –pero que requieren catalizador- propuestos en los últimos tres años. Sin embargo, a sus condiciones más óptimas, requiere alrededor de 200 veces la energía necesaria para obtener un kilogramo de amoniaco que el proceso Haber-Bosch. No obstante, desde un punto de vista de sostenibilidad ambiental tiene un gran potencial por lo que los autores antes mencionados recomiendan mayores estudios y optimización para hacerlo realidad.

 Bibliografia:

• Catalyst-free, highly selective synthesis of ammonia from nitrogen and water by a plasma electrolytic system; Science Advances 11 Jan 2019: Vol. 5, no. 1, eaat5778 , DOI: 10.1126/sciadv.aat5778 , Disponible en: http://advances.sciencemag.org/content/5/1/eaat5778  

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