Rivoluzione nella produzione di ammoniaca: un fulmine artificiale la pruduce in modo più efficiente e verde

I ricercatori dell’Università di Sydney hanno sviluppato un metodo innovativo per produrre ammoniaca, una delle sostanze chimiche più importanti al mondo, utilizzando fulmini artificiali.

L’ammoniaca è un ingrediente chiave dei fertilizzanti, essenziali per quasi la metà della produzione alimentare globale. Lo studio è stato pubblicato su Phys.

.Un nuovo modo per produrre ammoniacaIl team australiano ha creato un processo più semplice per generare ammoniaca in forma gassosa (NH3). A differenza di altri metodi sperimentali, che producevano ammoniaca in soluzione (ammonio, NH4+), richiedendo più energia per ottenere il gas finale, questa nuova tecnica è più diretta ed efficiente.

Molecola di ammoniaca

L’impatto del processo Haber-Bosch

Attualmente, il 90% della produzione mondiale di ammoniaca si basa sul processo Haber-Bosch, inventato nel XIX secolo. Questo metodo, pur avendo rivoluzionato agricoltura e industria, ha un enorme impatto ambientale, con elevate emissioni di carbonio.

Processo di Haber Bosh

Inoltre, richiede grandi impianti centralizzati vicini a fonti di gas naturale a basso costo per essere economicamente sostenibile. In Europa, dopo la crisi ucraina, molte aziende sono state costrette a cessare la produzione per l’eccessivo costo del metano.

Verso un’ammoniaca “verde”

Il professor PJ Cullen, della Scuola di Ingegneria Chimica e Biomolecolare dell’Università di Sydney, guida da sei anni la ricerca su un’ammoniaca più sostenibile. “L’industria ha un bisogno crescente di ammoniaca, ma dobbiamo trovare un modo per produrla senza dipendere dai combustibili fossili. Serve un’ammoniaca ‘verde’, economica, scalabile e prodotta in modo decentralizzato”, spiega Cullen.

Il prototipo del nuovo strumento di produzione dell’ammoniaca (da Phys)

Il nuovo metodo utilizza un elettrolizzatore a membrana e il potere del plasma, generato eccitando l’aria con elettricità, praticamente con un fulmine. In questo processo, l’azoto e l’ossigeno dell’aria vengono attivati e trasformati in ammoniaca gassosa. Rispetto al processo Haber-Bosch, che combina azoto e idrogeno ad alte temperature e pressioni, il nuovo approccio è più semplice e diretto.

Perché l’ammoniaca è importante

L’ammoniaca non è solo fondamentale per i fertilizzanti, ma può anche fungere da vettore per l’idrogeno, utile come fonte di energia pulita. Separando le molecole di idrogeno dall’ammoniaca (un processo chiamato “cracking”), si può utilizzare l’idrogeno per scopi energetici. Inoltre, l’ammoniaca è un candidato promettente come carburante privo di carbonio, attirando l’attenzione dell’industria navale, responsabile di circa il 3% delle emissioni globali di gas serra.

Prospettive future

Il team di Cullen sta lavorando per migliorare l’efficienza energetica del processo, in particolare dell’elettrolizzatore, per renderlo competitivo rispetto al metodo Haber-Bosch. “Abbiamo già reso il componente al plasma efficiente e scalabile. Ora dobbiamo ottimizzare l’elettrolizzatore per completare questa soluzione sostenibile”, conclude Cullen.Questo studio rappresenta un passo importante verso una produzione di ammoniaca più rispettosa dell’ambiente, con il potenziale di ridurre l’impatto climatico di un’industria cruciale per l’agricoltura e l’energia globale.