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Reator de plasma produz combustível do futuro sem emissões de CO₂

A capacidade minúscula do reator de plasma deve aumentar (Fonte da imagem: Douglas Levere, University at Buffalo)
A capacidade minúscula do reator de plasma deve aumentar (Fonte da imagem: Douglas Levere, University at Buffalo)
A produção de amônia é considerada intensiva em energia e prejudicial ao meio ambiente. No entanto, a molécula é essencial para a produção global de alimentos e uma fonte de energia em potencial para sistemas baseados em hidrogênio.

O processo Haber-Bosch é insubstituível para a agricultura industrial, pois possibilita a síntese de amônia em larga escala. Sob extrema pressão e temperaturas de cerca de 500°C, ele produz amônia a partir do nitrogênio, o principal componente do ar. Também produz hidrogênio, geralmente de fontes fósseis.

Cerca de 1% do consumo mundial de energia pode ser atribuído a esse processo. Sua participação nas emissões globais de CO₂ é ainda maior do que isso. Até o momento, o impacto ambiental negativo da agricultura que depende de fertilizantes nitrogenados sintéticos nem sequer foi mencionado.

É hora de reconsiderar esse processo, desenvolvido há mais de 100 anos, pois a amônia desempenha um papel integral em mais do que apenas a produção de alimentos. Afinal, a molécula composta por um átomo de nitrogênio e três de hidrogênio também pode ser produzida naturalmente.

A luz divide o nitrogênio ligado na atmosfera. Depois disso, a chuva leva os óxidos de nitrogênio para a superfície da terra e para o solo. É aí que as bactérias e os fungos os convertem em amônia com a ajuda da água. Em seguida, ela atua como um fertilizante natural para as plantas, o que descreve resumidamente a agricultura orgânica.

Independente e livre de CO₂

Um reator de plasma que foi desenvolvido na Universidade de Buffalo, em Nova York, agora imita esse processo exato. Ele usa eletricidade de células solares para aquecer o ar até formar um plasma. Um catalisador feito de cobre e paládio faz com que vários óxidos de nitrogênio reajam com a água e formem amônia.

À temperatura ambiente, essa minúscula configuração de teste produz atualmente 1 grama de amônia por dia, diretamente do ar e sem nenhuma emissão de CO₂. Os pesquisadores já estão trabalhando em um reator de plasma de maior escala, que poderia fornecer fertilizante de nitrogênio local e sustentável, especialmente em regiões onde a produção industrial convencional não tem sido possível.

Além disso, a amônia também é considerada mais fácil de armazenar e processar do que o hidrogênio. Ela também tem uma densidade de energia significativamente maior por litro. Correspondente células de combustível correspondentes existem há muitos anos e os sistemas de armazenamento industrial em larga escala também foram testados por um longo tempo, embora não sejam totalmente seguros. No entanto, o mesmo pode ser dito sobre o hidrogênio, o petróleo e o gás natural.

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Mario Petzold, 2025-01- 4 (Update: 2025-01- 4)