p A atual emergência climática global e nossos recursos de energia em rápido declínio fazem com que as pessoas procurem alternativas mais limpas, como o hidrogênio. Quando queimado na presença de oxigênio, gás hidrogênio gera grandes quantidades de energia, mas nenhum dos gases nocivos do efeito estufa, ao contrário dos combustíveis fósseis. Infelizmente, a maior parte do combustível de hidrogênio produzido hoje vem de gás natural ou combustíveis fósseis, o que acaba aumentando sua pegada de carbono. p Amônia (NH ₃ ), um composto de hidrogênio neutro em carbono, recentemente atraiu muita atenção, devido à sua alta densidade de energia e alta capacidade de armazenamento de hidrogênio. Ele pode ser decomposto para liberar gases de nitrogênio e hidrogênio. A amônia pode ser facilmente liquefeita, armazenado, transportado, e convertido em combustível de hidrogênio quando necessário. Contudo, a produção de hidrogênio a partir da amônia é uma reação lenta com demandas de energia muito altas. Para acelerar a produção, catalisadores de metal são frequentemente usados, que ajudam a reduzir o consumo geral de energia durante a produção de hidrogênio também.

p Estudos recentes descobriram que o níquel (Ni) é um catalisador promissor para a divisão da amônia. A amônia é adsorvida na superfície dos catalisadores de Ni, em seguida, as ligações entre o nitrogênio e o hidrogênio na amônia são quebradas e eles são liberados como gases individuais. Contudo, a obtenção de uma boa conversão de amônia usando um catalisador de Ni frequentemente envolve temperaturas de operação muito altas.

p Em um estudo recente publicado em Catálise ACS , uma equipe de pesquisadores da Tokyo Tech, liderado pelo professor associado Masaaki Kitano, descreveu uma solução para superar os problemas enfrentados pelos catalisadores à base de Ni. Eles desenvolveram um catalisador de níquel com suporte de imida de cálcio (CaNH) de última geração que pode alcançar uma boa conversão de amônia em temperaturas operacionais mais baixas. Dr. Kitano explica, "Nosso objetivo era desenvolver um catalisador altamente ativo que fosse eficiente em termos de energia. Nossa adição de imida de metal ao sistema de catalisador não apenas melhorou sua atividade catalítica, mas também nos ajudou a desvendar o mecanismo de funcionamento indescritível de tais sistemas."

p A equipe descobriu que a presença de CaNH resultou na formação de NH ^2- vagas (V _NH ) na superfície do catalisador. Essas espécies ativas resultaram na melhora do desempenho catalítico do Ni / CaNH em temperaturas de reação 100 ° C inferiores às necessárias para o funcionamento dos catalisadores à base de Ni. Os pesquisadores também desenvolveram modelos computacionais e conduziram a marcação de isótopos para entender o que estava acontecendo na superfície do catalisador. Os cálculos propuseram um mecanismo de Mars-van Krevelen que envolveu a adsorção de amônia na superfície CaNH, sua ativação no NH ^2- sites vagos, formação de gás nitrogênio e hidrogênio, e, finalmente, regeneração de locais vagos promovidos por nanopartículas de Ni.

p O catalisador Ni / CaNH altamente ativo e durável pode ser implantado com sucesso para a geração de gás hidrogênio a partir da amônia. Também, a compreensão do mecanismo de catálise fornecida por este estudo pode ser utilizada para desenvolver uma nova geração de catalisadores. "Como o mundo inteiro está trabalhando em conjunto para construir um futuro sustentável, nossa pesquisa visa resolver os problemas enfrentados em nosso caminho para uma economia de combustível de hidrogênio mais limpa, "conclui Dr. Kitano.

p Este é um raio de esperança para a missão mundial de baixa emissão de carbono.