Agricultores africanos que são capazes de produzir seu próprio fertilizante apenas com ar. Bhaskar S. Patil aproxima esta perspectiva com um reator revolucionário que converte nitrogênio da atmosfera em NOx, a matéria-prima para fertilizantes. Seu método, em teoria, é até cinco vezes mais eficiente que os processos existentes, permitindo que as fazendas tenham uma instalação em pequena escala sem a necessidade de um grande investimento. Ele recebe seu doutorado em 10 de maio na Universidade de Tecnologia de Eindhoven (TU / e).

A produção de uma das principais matérias-primas para fertilizantes, amônia (NH3) ou óxido de nitrogênio (NOx), é um processo que consome muita energia e é responsável por cerca de 2% de todas as emissões globais de CO2. Contudo, dificilmente é possível reduzir o consumo de energia através dos processos de produção atuais, uma vez que o consumo de energia teoricamente mínimo viável já foi mais ou menos alcançado.

Dois tipos de reator

Assim, o candidato a doutorado indiano Patil buscou métodos alternativos para produzir amônia e óxidos de nitrogênio para sua pesquisa de doutorado, construir dois tipos de reator, o reator Gliding Arc (GA) e o reator Dielectric Barrier Discharge (DBD). Em seus experimentos, o reator GA em particular parecia ser o mais adequado para a produção de óxidos de nitrogênio. Neste reator, sob pressão atmosférica, uma frente de plasma (uma espécie de miniparafuso) desliza entre duas superfícies metálicas divergentes, começando com uma pequena abertura (2 mm) a uma largura de 5 centímetros. Essa expansão faz com que o plasma resfrie até a temperatura ambiente. Durante a trajetória do 'raio', as moléculas de nitrogênio (N2) e oxigênio (O2) reagem na vizinhança imediata da frente do raio aos óxidos de nitrogênio (NO e NO2).

África

Patil otimizou este reator e com um volume de 6 litros por minuto conseguiu atingir um nível de consumo de energia de 2,8 MJ / mol, uma grande melhoria em relação aos métodos desenvolvidos comercialmente que usam aproximadamente 0,5 MJ / mol. Com o mínimo teórico do reator de Patil, Contudo, sendo muito menor (0,1 MJ / mol), a longo prazo, essa técnica de plasma poderia ser uma alternativa eficiente em termos de energia para a atual produção de amônia e nitrato, que consome muita energia. Um benefício adicional é que o método de Patil não requer matérias-primas extras e a produção pode ser gerada em pequena escala usando energia renovável, tornando sua técnica idealmente adequada para aplicação em áreas remotas que não têm acesso a redes de energia, como partes da África, por exemplo.

Estimular o crescimento das plantas

As Indústrias Evonik Alemãs, que estava envolvido neste projeto de pesquisa, está agora trabalhando no desenvolvimento do reator. Além disso, outro aluno de doutorado na TU / e começou a transformar essa tecnologia em casos de negócios concretos. Além do uso em fazendas remotas, esta técnica também pode ser usada para estimular o crescimento de plantas em estufas e para armazenar energia sustentável em combustíveis líquidos.