p Amônia (NH ₃ ) é produzido em massa para uso na agricultura, farmacêutico, e setores de energia sustentável. Contudo, seus métodos de síntese convencionais são prejudiciais ao meio ambiente, então precisamos de alternativas! Recentemente, Cientistas do Instituto de Ciência e Tecnologia Daegu Gyeongbuk, Coréia, desenvolveu um novo eletrocatalisador econômico e durável que imita uma enzima natural para produzir NH ₃ do nitrogênio no ar. Suas descobertas nos levam um passo mais perto de maneiras mais seguras e limpas de produzir NH eletroquimicamente ₃ . p Amônia (NH ₃ ) está entre os produtos químicos mais importantes produzidos pelo homem e tem um futuro promissor em aplicações de energia sustentável, além de ser usado na produção de fertilizantes. Infelizmente, até aqui, a única maneira realista de produzir amônia em escala industrial é por meio do processo Haber-Bosch. Esta técnica, descoberto no século 19, consome muita energia e não agride o meio ambiente; cerca de 2% do CO global anual ₂ as emissões vêm de processos Haber – Bosch.

p "Considerando as ameaças representadas pelo aquecimento global, é hora de trocarmos para uma rota de síntese de amônia com zero de CO ₂ emissões, "diz o professor Sangaraju Shanmugam do Instituto de Ciência e Tecnologia Daegu Gyeongbuk (DGIST), Coréia. Shanmugam e colegas da DGIST têm trabalhado para encontrar novas maneiras de produzir amônia por meio de reações eletroquímicas em temperatura ambiente usando o nitrogênio (N ₂ ) naturalmente presente no ar, um processo tecnicamente conhecido como fixação eletrocatalítica de N atmosférico ₂ .

p Embora vários grupos de pesquisa tenham desenvolvido com sucesso catalisadores para células eletroquímicas com altas taxas de produção de amônia, muitos sofrem de baixa eficiência e seletividade para N ₂ . Outros requerem metais preciosos ou processos de síntese complexos, o que limita a sua aplicabilidade à escala industrial. Em um estudo recente publicado em Catálise B aplicada:Ambiental , Os cientistas da DGIST liderados pelo Prof. Shanmugam resolveram todas essas questões com um novo catalisador para a síntese eletroquímica de amônia.

p Sua abordagem é baseada em nitreto de molibdênio (Mo ₂ N) nanopartículas, que compartilham propriedades elétricas com a enzima nitrogenase que algumas bactérias usam para produzir amônia na natureza. As nanopartículas sozinhas não fazem o corte; Contudo, porque eles tendem a grudar uns nos outros, esta aglomeração reduz a área de superfície total que é exposta ao N ₂ e, portanto, prejudica o desempenho do catalisador. Para combater esse problema, os cientistas produziram folhas hexagonais de nitreto de boro (h-BN) bidimensionais e as adaptaram para conter defeitos. Esses defeitos - vacâncias de boro e nitrogênio - forneceram locais para o Mo ₂ Nanopartículas de N para se ancorarem sem se aglomerar muito.

p Com este catalisador, a equipe conseguiu sintetizar amônia em alta taxa com eficiência de 61,5% de forma estável e robusta. Mais notavelmente, todo o processo de fabricação do Ү-Mo de baixo custo ₂ O catalisador N / h-BN pode ser feito em uma única etapa, o que o torna uma opção atraente em termos de escalabilidade industrial. Além disso, o estudo forneceu informações importantes sobre como o tamanho das nanopartículas afeta a seletividade do catalisador para a fixação de nitrogênio. O Prof. Shanmugam observa:"Acreditamos que nosso trabalho contribuirá enormemente para o desenvolvimento de catalisadores eficientes. O avanço de tecnologias alternativas para a produção de produtos químicos valiosos, como amônia, por meio de métodos eletrocatalíticos, abrirá o caminho para um ambiente mais limpo e seguro."

p Esperançosamente, novos estudos nos permitirão finalmente abandonar os métodos de ontem em favor das alternativas sustentáveis ​​de amanhã.