L'ammoniaca è la seconda sostanza chimica più prodotta al mondo e un componente importante della maggior parte dei fertilizzanti, ma gli attuali processi industriali per produrre ammoniaca producono diversi milioni di tonnellate di anidride carbonica, un potente gas serra, ogni anno.

Ora, ricercatori guidati da Meenesh Singh, assistente professore di ingegneria chimica presso l'Università dell'Illinois Chicago College of Engineering, descrivono un nuovo processo per produrre ammoniaca con un'impronta di carbonio potenzialmente molto più bassa. Riportano i loro risultati sulla rivista Catalisi ACS .

Il gas azoto è uno dei componenti utilizzati per produrre ammoniaca, ma poiché i legami azotati nell'azoto gassoso sono molto stabili, è necessaria molta energia per romperli in modo che l'azoto possa legarsi all'idrogeno per produrre ammoniaca.

"I metodi attuali per produrre ammoniaca dall'azoto richiedono molta energia e richiedono la combustione di combustibili fossili per generare enormi quantità di calore, e questo produce molti gas serra come sottoprodotto, " disse Singh.

Singh e colleghi hanno sviluppato un nuovo metodo per produrre ammoniaca che si basa sull'uso di uno schermo a rete rivestito in rame, un catalizzatore che aiuta a legare l'azoto all'idrogeno per produrre ammoniaca. L'elettrificazione dello schermo aiuta a guidare le reazioni.

Il gas azoto puro viene spinto attraverso lo schermo e quindi interagisce con l'acqua, che fornisce l'idrogeno. Anche se il processo di Singh utilizza quantità di energia simili rispetto al processo tradizionale, richiede molti meno combustibili fossili rispetto ai metodi tradizionali, quanto basta per elettrificare lo schermo. "L'elettricità può provenire da energia solare o eolica, che farebbe davvero un'enorme differenza nella riduzione delle emissioni di gas serra, " ha detto Singh. "Anche le moderne centrali elettriche per la produzione di elettricità sono altamente efficienti, e se la rete è alimentata in modo convenzionale, il nostro processo utilizza ancora meno combustibili fossili e genera gas serra meno dannosi rispetto alla produzione convenzionale di ammoniaca".

Attualmente, Il processo di Singh produce il 20% di ammoniaca e l'80% di idrogeno. "Speriamo di aumentare la produzione di ammoniaca, ma i nostri primi sforzi finora sono promettenti, e i risparmi nelle emissioni di carbonio sono ancora significativi se dovessi aumentare il nostro processo per produrre grandi quantità di ammoniaca, " ha detto Singh.

Un brevetto provvisorio per il nuovo processo è stato depositato dall'UIC Office of Technology Management.

Il gruppo di Singh sta ora esaminando l'utilizzo dell'aria, anziché del gas azoto purificato, come fonte di azoto per la produzione di ammoniaca utilizzando il loro metodo unico. "L'utilizzo dell'aria ci darebbe un risparmio ancora maggiore quando si tratta di gas serra perché utilizziamo aria prontamente disponibile invece del gas azoto, che ha bisogno di essere purificato e imbottigliato."