p Pesquisadores da Northwestern University desenvolveram um sistema altamente eficaz, método ambientalmente correto para converter amônia em hidrogênio. Descrito em uma publicação recente na revista Joule , a nova técnica é um grande passo para permitir poluição zero, economia movida a hidrogênio. p A ideia de usar amônia como um transportador para a liberação de hidrogênio ganhou força nos últimos anos porque a amônia é muito mais fácil de liquidificar do que o hidrogênio e, portanto, muito mais fácil de armazenar e transportar. O avanço tecnológico da Northwestern supera várias barreiras existentes para a produção de hidrogênio limpo a partir da amônia.

p "A maldição das células de combustível de hidrogênio tem sido a falta de infraestrutura de entrega, "disse Sossina Haile, autor principal do estudo. “É difícil e caro transportar hidrogênio, mas já existe um extenso sistema de entrega de amônia. Existem pipelines para isso. Entregamos muita amônia em todo o mundo para fertilizantes. Se você nos der amônia, os sistemas eletroquímicos que desenvolvemos podem converter essa amônia em células de combustível prontas, limpar o hidrogênio no local em qualquer escala. "

p Haile é Walter P. Murphy Professor de ciência de materiais e engenharia na McCormick School of Engineering da Northwestern com nomeações adicionais em física aplicada e química. Ela também é codiretora do Instituto Universitário para Sustentabilidade e Energia da Northwestern.

p No estudo, Haile e sua equipe de pesquisa relatam que são capazes de conduzir a conversão de amônia em hidrogênio usando eletricidade renovável em vez de energia térmica de combustível fóssil porque o processo funciona a temperaturas muito mais baixas do que os métodos tradicionais (250 graus Celsius em oposição a 500 a 600 graus Celsius). Segundo, a nova técnica gera hidrogênio puro que não precisa ser separado de qualquer amônia ou outros produtos que não reagiram. Terceiro, o processo é eficiente porque toda a corrente elétrica fornecida ao dispositivo produz hidrogênio diretamente, sem qualquer perda de reações parasitárias. Como uma vantagem adicional, porque o hidrogênio produzido é puro, ele pode ser pressurizado diretamente para armazenamento de alta densidade simplesmente aumentando a energia elétrica.

p Para realizar a conversão, os pesquisadores construíram uma célula eletroquímica única com uma membrana condutora de prótons e a integraram a um catalisador de divisão de amônia.

p "A amônia encontra primeiro o catalisador que a divide em nitrogênio e hidrogênio, "Haile disse." Esse hidrogênio é imediatamente convertido em prótons, que são eletricamente conduzidos através da membrana condutora de prótons em nossa célula eletroquímica. Retirando continuamente o hidrogênio, nós levamos a reação a ir mais longe do que seria de outra forma. Isso é conhecido como o princípio de Le Chatelier. Ao remover um dos produtos da reação de divisão da amônia, ou seja, o hidrogênio, impulsionamos a reação para a frente, além do que o catalisador de divisão de amônia pode fazer sozinho. "

p O hidrogênio gerado a partir da divisão da amônia pode então ser usado em uma célula de combustível. Como baterias, as células de combustível produzem energia elétrica convertendo a energia produzida por reações químicas. Ao contrário das baterias, as células de combustível podem produzir eletricidade, desde que o combustível seja fornecido, nunca perdendo sua carga. O hidrogênio é um combustível limpo que, quando consumido em uma célula de combustível, produz água como seu único subproduto. Isso contrasta com os combustíveis fósseis, que produzem gases de efeito estufa que mudam o clima, como dióxido de carbono, metano e óxido nitroso.

p Haile prevê que a nova tecnologia pode ser especialmente transformadora no setor de transporte. Em 2018, o movimento de pessoas e mercadorias por carros, caminhões, trens, navios, aviões e outros veículos foram responsáveis ​​por 28% das emissões de gases de efeito estufa nos EUA - mais do que qualquer outro setor econômico, de acordo com a Agência de Proteção Ambiental.

p "Os veículos movidos a bateria são ótimos, mas certamente há uma questão de alcance e suprimento de material, "Disse Haile." Converter a amônia em hidrogênio no local e de forma distribuída permitiria que você dirigisse até um posto de abastecimento e recebesse hidrogênio pressurizado para o seu carro. Há também um interesse crescente por células a combustível de hidrogênio para a indústria da aviação porque as baterias são muito pesadas. "

p Haile e sua equipe fizeram grandes avanços na área de células de combustível ao longo dos anos. Como próximo passo em seu trabalho, eles estão explorando novos métodos para produzir amônia de maneira ambientalmente correta.