In una prima mondiale, Gli scienziati della Monash University hanno sviluppato un nuovo, processo ecologico che potrebbe guidare la futura produzione di ammoniaca verde.

ammoniaca (NH ₃ ) è un prodotto importante a livello mondiale per la produzione di fertilizzanti per contribuire a sostenere la produzione alimentare. Attualmente è prodotto tramite una reazione catalizzata da metalli tra azoto gassoso e idrogeno da gas naturale, utilizzando una tecnologia consolidata nota come processo Haber-Bosch.

La produzione di ogni tonnellata di ammoniaca contribuisce all'emissione di circa 1,9 tonnellate di anidride carbonica, e rappresenta circa l'1,8% delle emissioni globali di carbonio.

Un team di scienziati della Monash University, guidato dal professor Doug MacFarlane, Il dottor Bryan Suryanto e il dottor Alexandr Simonov, hanno scoperto un processo basato sui sali di fosfonio che rappresenta una svolta per superare questo problema ad alta intensità di carbonio.

La ricerca, pubblicato sulla prestigiosa rivista Scienza , sblocca il potenziale per produrre ammoniaca e fertilizzanti da energia rinnovabile nei reattori, piccolo come un frigorifero, che potrebbe essere implementato a livello di singola azienda agricola o di comunità.

Diretto, i metodi di sintesi dell'ammoniaca a zero emissioni attualmente in fase di esplorazione includono la reazione di riduzione dell'azoto elettrochimico, che può produrre ammoniaca a temperatura ambiente e pressioni da nient'altro che aria, acqua ed energie rinnovabili.

Ma i precedenti tentativi di fare questo lavoro sono stati in precedenza solo in grado di dimostrare quantità molto piccole di ammoniaca, in parte a causa della necessità di fonti "sacrificali" di protoni, ha detto il dottor Suryanto della Monash School of Chemistry.

"Nel nostro studio, abbiamo scoperto che un sale di fosfonio può essere utilizzato come "navetta protonica" per risolvere questa limitazione, " Ha detto il dottor Suryanto.

"Nel 2019, la produzione globale totale di ammoniaca ha raggiunto 150 milioni di tonnellate all'anno, rendendolo il secondo prodotto chimico più prodotto al mondo. Con l'aumento della popolazione mondiale, la domanda di ammoniaca raggiungerà i 350 milioni di tonnellate all'anno entro il 2050. Si prevede un'ulteriore crescita della domanda di ammoniaca a causa del crescente interesse per il suo utilizzo come vettore energetico o carburante.

"Il processo Haber-Bosch attualmente utilizzato per produrre ammoniaca è estremamente intenso in termini di carbonio. Inoltre, richiede anche temperature e pressioni elevate e può essere realizzato in modo fattibile solo in grandi reattori in grandi impianti industriali.

"Il nostro studio ci ha permesso di produrre ammoniaca a temperatura ambiente ad alta, tariffe pratiche ed efficienza."

Professor MacFarlane, un chimico di fama internazionale, ritiene che l'uso di tecnologie di produzione a emissioni zero potrebbe anche vedere l'ammoniaca utilizzata come combustibile e sostituire i combustibili fossili entro il 2050.

L'ammoniaca è già ampiamente considerata il carburante a zero emissioni di carbonio ideale per le spedizioni internazionali in futuro, un mercato che si prevede varrà più di 150 miliardi di dollari entro il 2025.

"La tecnologia che abbiamo sviluppato apre anche un'ampia gamma di possibilità per la futura scalabilità fino a impianti di produzione molto grandi per l'esportazione, collegati a parchi solari ed eolici dedicati, "Ha detto il professor MacFarlane.

"Questi potrebbero essere situati in luoghi ideali per la generazione di energie rinnovabili come le aree settentrionali dell'Australia occidentale.

"Le nostre scoperte sono state concesse in licenza a un nuovo spin-out di Monash chiamato Jupiter Ionics P/L che aumenterà il processo per dimostrare il funzionamento in applicazioni commerciali".

Preside della Facoltà di Scienze della Monash University, Professor Jordan Nash, ha affermato che lo studio ha rappresentato un importante contributo allo sviluppo di un carburante sostenibile per il futuro.

"Lodo l'eccezionale lavoro dei nostri ricercatori di livello mondiale le cui scoperte aiuteranno l'Australia a posizionarsi come leader nell'economia dell'ammoniaca, " Egli ha detto.