Ciência brasileira: Amônia é produzida por energia solar
[Imagem: CDMF]
Amônia com menos energia e menor impacto
Pesquisadores brasileiros, ligados ao CDMF (Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais) desenvolveram uma metodologia mais econômica e ambientalmente amigável para produzir amônia, uma substância largamente empregada como fertilizante agrícola e em diversos processos da indústria química.
Há mais de um século, a amônia (NH3) tem sido obtida por meio de um processo conhecido como síntese de Haber-Bosch, que consiste em combinar o nitrogênio do ar atmosférico com hidrogênio em uma condição de alta pressão e de temperatura moderadamente alta.
Em busca de um método alternativo de menor impacto energético e ambiental, a pesquisadora Juliana de Brito usou um composto de seleneto de antimônio dopado com nanopartículas de platina (Sb2Se3-Pt). Sintetizado pela própria equipe, esse é um material semicondutor que, sob a ação da luz solar, é capaz de converter uma molécula em outra.
Neste caso, o semicondutor funcionou como um catalisador, que promoveu a conversão do nitrogênio (N2) em amônia.
Para desenvolver o semicondutor, foi usada como suporte uma folha de trama de carbono, sobre a qual foi depositado o Sb2Se3. A deposição foi feita por redução eletroquímica, e um tratamento térmico posterior finalizou o processo.
"Depois disso, decoramos essa superfície com pequenas partículas de platina por fotoeletrodeposição. O material resultante foi então colocado em uma célula eletroquímica, onde foi empregado um pequeno potencial sob iluminação [técnica conhecida como fotoeletrocatálise]. Esse processo faz com que uma molécula de nitrogênio seja reduzida a duas moléculas de amônia," explicou Juliana, da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).
Amônia solar
A tecnologia se destaca por ser um dos poucos métodos desenvolvidos em todo o mundo empregando a técnica de fotoeletrocatálise, e o único empregando o Sb2Se3 como semicondutor.
Em termos gerais, os experimentos indicam que é possível, em um futuro não muito distante, substituir o atual processo de produção de amônia por algo mais econômico e que não cause tanto impacto ao meio ambiente - todo o processo pode ser alimentado por energia solar, por exemplo.
A pesquisa segue em andamento, e a equipe já está estudando outros materiais com potencial de serem empregados na conversão de nitrogênio em amônia, em um processo com maior eficiência.
Artigo: Ammonia production from nitrogen under simulated solar irradiation, low overpotential, and mild conditions
Autores: Juliana Ferreira de Brito, Magno Barcelos Costa, Krishnan Rajeshwar, Lucia Helena Mascaro
Revista: Electrochimica Acta
Vol.: 421, 140475
DOI: 10.1016/j.electacta.2022.140475
