Os americanos aprenderam a produzir amônia “verde” simplesmente bombeando águas residuais para o subsolo

A amônia não é apenas um fertilizante para salvar a agricultura. Esta combinação de nitrogênio e hidrogênio contém 20 vezes mais energia por peso do que as baterias de lítio. A única coisa perturbadora são os modernos métodos “sujos” de produção de amônia, que os cientistas dos EUA decidiram combater. Eles conseguiram.

Representação artística de uma planta de produção de amônia natural. Fonte da imagem: Iwnetim Abate e Yifan Gao

A produção tradicional de amoníaco, 80% do qual é consumido pela agricultura, requer altas temperaturas e produz emissões de gases com efeito de estufa. Para cada tonelada desse composto, 2,4 toneladas de dióxido de carbono são liberadas na atmosfera. No geral, este nicho da indústria química é responsável por 1% da contribuição da nossa civilização para as emissões antropogénicas anuais de gases. Portanto, estão sendo feitas tentativas de produzir amônia a partir de energias renováveis, tornando-a limpa em todos os sentidos.

Em Agosto passado, a Dinamarca lançou a primeira fábrica de amoníaco do mundo utilizando energia solar e eólica. A produção pode produzir até 5.000 toneladas de amônia por ano. Se falamos da amônia como combustível verde, então já foram desenvolvidos motores de combustão interna que utilizam amônia. Existem vários modelos de veículos movidos a este combustível, e o primeiro navio porta-contêineres movido a amônia do mundo está planejado para ser lançado na Noruega em 2026.

Cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) descobriram uma maneira de reproduzir a amônia quase naturalmente, sem o uso de quaisquer fontes de energia artificiais. A descoberta foi motivada por um fenômeno descoberto na década de 80, quando um dos poços do Mali começou a produzir hidrogênio puro. Os cientistas concluíram que nas profundezas do subsolo, com o envolvimento das rochas e da temperatura do subsolo, ocorrem processos que produzem naturalmente hidrogênio a partir da água nas rochas.

«Foi um grande momento, dizem os pesquisadores. “Poderemos usar a Terra como uma fábrica, utilizando o seu calor e pressão para produzir produtos químicos valiosos, como o amoníaco, de uma forma mais limpa.”

Com base nesta suposição, os cientistas construíram um sistema modelo para injetar água rica em nitrogênio em minerais sintéticos ricos em ferro, simulando as rochas que ficam abaixo da superfície da Terra. O processo produziu amônia sem a formação de CO2 e sem a necessidade de qualquer energia externa adicional para ativar o processo químico.

Na segunda etapa, os pesquisadores substituíram a rocha sintética pela olivina, encontrada em toda a natureza e também rica em ferro. Um catalisador de cobre também foi adicionado e aquecido a 300°C. Aproximadamente esta temperatura estará a uma profundidade de vários quilômetros abaixo da superfície da Terra. Foi descoberto que o nitrogênio na água reage com o ferro na rocha para formar hidrogênio puro, que por sua vez reage com o nitrogênio para formar amônia. Como resultado do processo, foram obtidos 1,8 kg de amônia por tonelada de olivina.

Um método semelhante pode ser implementado em qualquer lugar do mundo, porque a olivina é encontrada em todos os lugares. Além disso, águas residuais comuns, geralmente saturadas com amônia, podem até ser injetadas no subsolo. É literalmente uma fonte inesgotável de energia limpa. Os cientistas relataram a descoberta na revista Joule e solicitaram uma patente. Na prática, eles esperam conduzir o experimento dentro de um ou dois anos.