Extrair fertilizantes do ar e da água
A eletrólise pulsada abre caminho para a produção sustentável de compostos de azoto, como o amoníaco e a ureia
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Os fertilizantes à base de azoto são essenciais para a agricultura moderna, e compostos como o amoníaco e a ureia são também amplamente utilizados na indústria. No entanto, a sua produção e utilização convencionais colocam grandes desafios ambientais. A síntese industrial do amoníaco através do processo Haber-Bosch consome grandes quantidades de energia, enquanto o escoamento excessivo de fertilizantes contamina o solo e a água. Além disso, o óxido nitroso, um subproduto da produção de compostos de azoto, é um potente gás com efeito de estufa, com um potencial de aquecimento global quase 300 vezes superior ao do dióxido de carbono. "A eletrólise pulsada pode oferecer uma alternativa sustentável", afirma o Dr. Dandan Gao, químico da Universidade Johannes Gutenberg de Mainz (JGU). "Este método emergente utiliza o excesso de azoto do ar e da água como material de partida, permitindo a produção eficiente em termos energéticos de compostos valiosos como o amoníaco e a ureia." Numa Minireview recentemente publicada na revista Angewandte Chemie, Gao, colegas da JGU e colaboradores do Instituto de Tecnologia de Harbin em Shenzhen, China, resumem os últimos progressos neste campo promissor e traçam as principais direcções para a investigação futura. "Ao fornecer uma visão geral clara do que foi alcançado até agora e do que continua a ser explorado, pretendemos acelerar os avanços no sentido de uma conversão sustentável do azoto", explica Gao. "Em última análise, queremos ajudar a transformar o azoto residual no ambiente em produtos úteis."
Dr. Dandan Gao com os dois principais autores do atual artigo de revisão, Dr. Bahareh Feizi Mohazzab e Kiarash Torabi da JGU (da esquerda para a direita)
© Shikang Han
Tradicionalmente, o amoníaco é produzido através do processo Haber-Bosch, que requer temperaturas elevadas (400 a 500 graus Celsius) e pressões, o que o torna altamente intensivo em termos energéticos. Em contrapartida, a eletrólise pulsada permite a formação de amoníaco e mesmo de ureia à temperatura ambiente, utilizando eletricidade, idealmente proveniente de energia solar ou eólica. Neste processo, dois eléctrodos são imersos em água contendo nitratos ou nitritos. Quando é aplicada uma tensão eléctrica, estes compostos de azoto são reduzidos a amoníaco. Ao contrário da eletrólise convencional, a eletrólise pulsada varia a tensão e a corrente, o que não só aumenta a eficiência da reação como também pode alinhar-se naturalmente com fontes de energia renováveis intermitentes.
Comparação dos resultados de todos os estudos disponíveis
"Uma vez que ainda não existia uma visão global deste tópico, analisámos todos os estudos disponíveis sobre eletrólise pulsada e comparámos as suas conclusões", afirma Gao. "O nosso objetivo é realçar o potencial desta tecnologia relevante para o ambiente e fornecer um roteiro para trabalhos futuros." A longo prazo, Gao prevê que a eletrólise pulsada possa ajudar a redefinir o ciclo do azoto, tornando a produção de fertilizantes mais limpa, mais eficiente e mais bem alinhada com um futuro de energias renováveis.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Kiarash Torabi, Rongji Liu, David Leander Troglauer, Christean Nickel, Guillermo Corea, Tiansheng Bai, Deping Li, Lijie Ci, Bahareh Feizi Mohazzab, Dandan Gao; "Reductive Nitrogen Species Activation via Pulsed Electrolysis: Recent Advances and Future Prospects"; Angewandte Chemie International Edition, 2025-10-24
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