El profesor de química de la Universidad de Monash, Doug MacFarlane, sabe desde hace mucho tiempo que el amoníaco (NH 3 ) se puede producir directamente a partir del nitrógeno (N 2 ) que constituye el 78% del aire que respiramos, más el hidrógeno (H) del agua que bebemos. Pero si la electricidad utilizada para producir este amoníaco proviene de fuentes renovables, entonces el amoníaco sería verde o libre de carbono.
Esto significa que el fertilizante más importante de la Tierra, responsable del aumento de los rendimientos agrícolas que permite que el planeta sostenga su población actual, podría crearse de manera sostenible.
La mayor parte del amoníaco se produce en grandes plantas, empleando un proceso ideado por los alemanes Fritz Haber y Carl Bosch hace más de un siglo. Las plantas de amoníaco de Haber-Bosch son responsables de aproximadamente el 1.8% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero.
El profesor MacFarlane y los colaboradores Alexandr Simonov y Bryan Suryanto han ideado ahora un método para producir amoníaco verde que tiene el potencial de hacer obsoletas las plantas de Haber-Bosch. Su proceso es similar al método de electrólisis para producir hidrógeno.
El amoníaco verde también se puede utilizar para reemplazar los combustibles fósiles "en casi cualquier aplicación", dice el profesor MacFarlane. (Esto se demostró por primera vez en Bélgica durante la Segunda Guerra Mundial, cuando los autobuses belgas se adaptaron para funcionar con amoníaco líquido ).
La **Organización Marina Internacional ** ya ha ordenado que las emisiones de carbono generadas por el mar deben reducirse a la mitad para 2050: el amoníaco es el principal candidato para reemplazar el gasóleo más común.
Los automóviles, autobuses e incluso jets también pueden funcionar con amoníaco, dice el profesor MacFarlane. En los motores, el amoníaco funciona de manera similar al GLP, explica.
El Dr. Suryanto hizo su gran avance con el amoníaco verde en 2020, durante el largo bloqueo de COVID en Melbourne.
Tenía un permiso especial para trabajar en el campus de Clayton de Monash en colaboración con la empresa local Verdant, que quería fabricar lejía a partir de agua salada por electrólisis. La lejía podría usarse para desinfectar superficies, y la solución alcalina también producida podría usarse para lavarse las manos; es más amable con la piel que el jabón y popular en los hospitales, dice el profesor MacFarlane. Ambos productos fueron necesarios durante la emergencia de COVID.
Mientras trabajaba con Verdant, el Dr. Suryanto también realizó experimentos para ver si las sales de fosfonio, una categoría de los líquidos iónicos a la que el profesor MacFarlane ha dedicado su carrera a investigar, podrían usarse para producir amoníaco verde por electrólisis.
Los intentos anteriores de producir amoníaco verde solo pudieron producir pequeñas cantidades, no lo suficiente para ser comercialmente viable.
Un resultado sorprendente
Para asombro del Dr. Suryanto, la sal de fosfonio le permitió "producir amoníaco a temperatura ambiente, a velocidades y eficiencia altas y prácticas".“Para ser honesto, el momento eureka no fue realmente '¡Eureka!', Fue más como, '¿Estás seguro? Creo que es necesario volver a hacerlo'”, dice el profesor MacFarlane.
Desde entonces, el descubrimiento del Dr. Suryanto ha sido verificado y los resultados se han publicado en la revista Science.
Y se ha formado una empresa, Jupiter Ionics , para desarrollar aplicaciones comerciales. Estará dirigido por el Dr. Charles Day, exdirector ejecutivo de la Oficina de Innovación y Ciencia de Australia.
“La tecnología abre una amplia gama de posibilidades para la ampliación futura a instalaciones de producción muy grandes para la exportación, conectadas a parques solares y eólicos”, dice el profesor MacFarlane. Pero el enfoque inicial de la empresa será la producción de fertilizantes.
Una ventaja que tiene el amoníaco verde sobre el amoníaco Haber-Bosch “es que podemos hacer que nuestras plantas de amoníaco verde sean realmente pequeñas”, dice el profesor MacFarlane. “No se necesita una gran configuración de ingeniería química. Pueden ser tan pequeños como un iPad grueso, y eso podría producir una pequeña cantidad de amoníaco continuamente para hacer funcionar un invernadero comercial o una instalación hidropónica, por ejemplo. “Significa que la producción distribuida de fertilizantes se vuelve posible, porque la unidad de fabricación de amoníaco es muy pequeña y está construida de manera simple”.
La financiación inicial para Jupiter Ionics provino de los filántropos Lesley y Roger Gillespie, los fundadores de la franquicia de panificación Baker's Delight, mientras que la investigación del amoníaco del equipo de Monash ha sido financiada por la Agencia Australiana de Energía Renovable (ARENA).
Fuente: Monash Lens
Gabriel Eduardo Espinosa
23/10/2022