A produção de H2 a partir de amônia e oxigênio desencadeou-se à temperatura ambiente sem entrada de calor externa. Crédito:Oita University
O hidrogênio (H2) tem atraído considerável atenção como fonte de energia limpa porque o único subproduto de sua reação com o oxigênio é a água, e alta eficiência para conversão de energia é alcançada quando combinada com tecnologias de células de combustível.
Contudo, baixa densidade volumétrica de energia e os perigos de transporte e manuseio de H2 são desvantagens para aplicações comerciais. Esses problemas podem ser eliminados usando amônia como meio de armazenamento de H2 (transportador de H2).
H2 produzido a partir de amônia é utilizado em células de combustível, motores, e turbinas. Contudo, a adoção de amônia como um transportador H2, especialmente para dispositivos domésticos e transportáveis, tem sido limitada devido à falta de um processo eficiente para a produção de H2 e nitrogênio por decomposição de amônia.
Para superar essa limitação, a equipe de pesquisa, liderado pelo Dr. Katsutoshi Nagaoka e Dr. Katsutoshi Sato, começou a desenvolver um processo que poderia ser iniciado rapidamente, e isso poderia produzir H2 em alta taxa sem a necessidade de calor externo.
Eles descobriram que o H2 pode ser produzido fornecendo amônia e oxigênio à temperatura ambiente a um catalisador RuO2 / γ-Al2O3 pré-tratado sem aquecimento externo. O calor evolui por adsorção de amônia neste catalisador, aumentando-o para a temperatura de autoignição catalítica da amônia. Subseqüentemente, a produção de H2 pela decomposição oxidativa da amônia começa. Nesse processo, uma vez que a reação é iniciada, ele pode começar novamente repetidamente, mesmo que não haja fornecimento de calor externo, porque a amônia adsorvida é dessorvida durante a reação.
Dr. Nagaoka disse, "Nossa descoberta utiliza um processo físico-químico fundamental simples, ou seja, adsorção, para operar uma reação com entrada de energia mínima. Esperamos que isso contribua para o desenvolvimento de produção de energia livre de carbono e, portanto, para soluções globais para as crises de energia e clima. "