Conversión simultánea de amoniaco en hidrógeno y fertilizante: innovación sostenible por investigadores alemanes

MadridUn equipo de investigadores de la University Alliance Ruhr en Alemania ha descubierto una nueva forma de convertir amoníaco en hidrógeno y nitrito, un componente clave en los fertilizantes. Este avance podría revolucionar la producción de hidrógeno y fertilizantes, que tradicionalmente se realizan mediante procesos separados.

Innovaciones clave:

• Desarrollo de un nuevo catalizador
• Combinación del proceso inverso de Haber-Bosch con la electrólisis del agua
• Generación dual de hidrógeno y nitrito
• Uso de electrodos de difusión de gas para la entrada de amoníaco

El hidrógeno se puede obtener al dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Para que este proceso sea ecológico, debe utilizarse energía renovable. En Alemania, no hay suficiente espacio para producir grandes cantidades de energía renovable, por lo que tendría que importar hidrógeno de otros lugares. Transportar hidrógeno es complicado porque debe ser enfriado a menos 253 grados Celsius o mantenerse a altas presiones, lo cual requiere mucha energía.

El amoníaco es una opción más sencilla y eficiente. Se convierte en líquido a menos 33 grados Celsius y tiene mayor contenido energético. Un tanque de amoníaco líquido puede transportar aproximadamente 2,5 veces más energía que un tanque de hidrógeno líquido. Cuando llega a su destino, el amoníaco generalmente se transforma de nuevo en hidrógeno utilizando el proceso inverso de Haber-Bosch.

Este proceso generalmente produce nitrógeno inútil. Un equipo de investigación alemán encontró una manera de mejorarlo. Añadieron un paso adicional de electrólisis que transforma el amoníaco y el agua en nitrito e hidrógeno. Este método duplica la producción de hidrógeno y crea nitrito, que puede convertirse en fertilizante.

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El equipo de investigación logró utilizar electrodos de difusión de gas para suministrar amoníaco en forma gaseosa, lo cual representó un enfoque innovador en este campo de estudio. Anteriormente, el amoníaco siempre se empleaba en su forma disuelta, lo que presentaba ciertas limitaciones. Se enfrentaron al desafío de encontrar un catalizador que convirtiera el amoníaco directamente en nitrito en lugar de nitrógeno. El equipo probó diversos catalizadores multimétalicos y consiguió convertir el 87% de los electrones transferidos en nitrito.

Este método también detiene la producción de oxígeno no deseado durante la descomposición del agua. El trabajo del equipo demuestra que esta nueva idea es posible, pero aún está lejos de ser utilizada en grandes fábricas. Aunque está en sus primeras etapas, esta investigación podría beneficiar enormemente a las industrias de hidrógeno y fertilizantes.

La combinación de estos pasos puede reducir el consumo de energía y los costos, haciendo la producción más sostenible. Este enfoque es particularmente útil para países como Alemania que deben importar hidrógeno debido a la falta de espacio para instalaciones de energía renovable.

Esta investigación resulta prometedora, pero requiere más desarrollo antes de su implementación generalizada. La producción simultánea de hidrógeno y fertilizantes a partir de amoníaco podría mejorar la eficiencia energética y reducir los costos de transporte.