Método do MIT Produz Amoníaco no Subsolo com Energia Zero
Uma ilustração do que poderá ser uma fábrica de produção de amoníaco à escala real baseada na nova investigação. Iwnetim Abate e Yifan Gao
O amoníaco é muito promissor como futura fonte de combustível, mas os actuais métodos de produção fazem com que contribua grandemente para a poluição ambiental. Os investigadores do MIT desenvolveram uma técnica inovadora que utiliza o calor e os minerais naturais da Terra para produzir amoníaco de uma forma mais limpa e sustentável.
Atualmente, o amoníaco é o segundo produto químico mais produzido a nível mundial, sendo cerca de 80% utilizado em fertilizantes agrícolas. No entanto, a produção tradicional de amoníaco consome cerca de 2% da energia mundial proveniente de combustíveis fósseis e é responsável por aproximadamente 1% das emissões globais de gases com efeito de estufa produzidos pelo homem. Para pôr isto em perspetiva, cada tonelada de amoníaco produzido emite cerca de 2,4 toneladas de dióxido de carbono (CO2).
Apesar destes desafios ambientais, o amoníaco – um composto de azoto e hidrogénio – tem um potencial significativo no sector da energia. Pode armazenar mais de 20 vezes a energia por peso em comparação com as baterias de iões de lítio e pode arder de forma limpa quando gerido corretamente. O desenvolvimento de métodos mais ecológicos para produzir amoníaco pode contribuir significativamente para a redução das emissões de carbono, satisfazendo simultaneamente a procura de energia.
Avanços na produção de amoníaco verde
O progresso na produção sustentável de amoníaco tem vindo a acelerar. Em 2022, três empresas dinamarquesas de energia lançaram a primeira fábrica de amoníaco verde do mundo, capaz de produzir 5.000 toneladas por ano utilizando apenas energia solar e eólica. Até 2026, a Noruega planeia introduzir o primeiro navio porta-contentores movido a amoníaco. Outras inovações, como os semis eléctricos de amoníaco com emissões zero e os tractores movidos a amoníaco, realçam ainda mais o potencial ecológico do composto.
Com base nesta dinâmica, os investigadores do MIT introduziram agora um método para produzir amoníaco sem consumo de energia externa ou emissões de CO2, abrindo novas possibilidades de produção sustentável.
Inspiração da Natureza
A ideia para o método surgiu de um poço rico em hidrogénio no Mali, na África Ocidental. Descoberto na década de 1980, o poço continha correntes de gás hidrogénio, que mais tarde se descobriu resultarem de reacções químicas nas profundezas da crosta terrestre entre as rochas e a água.
Foi um momento eureka, disse Iwnetim Abate, o autor sénior do estudo. Percebemos que a própria Terra podia funcionar como uma fábrica, utilizando o seu calor e pressão naturais para produzir produtos químicos valiosos, como o amoníaco, de uma forma mais limpa.
Para testar o conceito, a equipa de Abate concebeu um sistema modelo que injectava água enriquecida com azoto em minerais sintéticos ricos em ferro, reproduzindo as condições que se encontram sob a superfície da Terra. Este processo produziu com sucesso amoníaco sem libertar CO2 ou necessitar de energia externa.
Quando os investigadores substituíram o ferro sintético por olivina, um mineral rico em ferro que ocorre naturalmente, adicionaram um catalisador de cobre e aumentaram a temperatura para 300°C (572°F), simulando as condições encontradas a quilómetros de profundidade. O azoto na água reagiu com o ferro, gerando hidrogénio, que depois se combinou com o azoto para produzir amoníaco. Este processo produziu aproximadamente 1,8 kg (4 lbs) de amoníaco por tonelada de olivina.
Estes minerais são abundantes em todo o mundo, o que torna este método adaptável a uma escala global, explicou Abate. No entanto, reconheceu que continuam a existir desafios significativos, particularmente na perfuração profunda da Terra e na gestão das interações entre os fluidos injectados, os gases produzidos e o leito rochoso circundante.
Perspectivas futuras para o amoníaco verde
Apesar destas complexidades, Abate está otimista quanto ao potencial da tecnologia. A sua equipa espera testar o sistema em condições reais dentro de um ou dois anos e acredita que poderá mesmo utilizar o azoto das águas residuais como matéria-prima.
Este é um grande avanço para o desenvolvimento sustentável, disse Geoffrey Ellis, um geólogo do Serviço Geológico dos EUA que não esteve envolvido no estudo. Embora seja necessário mais trabalho para validar o método à escala piloto e comercial, este conceito é transformador. A engenharia de um sistema que optimiza o processo natural de redução do nitrato pelo ferro é uma abordagem engenhosa suscetível de inspirar outras inovações.
A equipa de investigação apresentou um pedido de patente para a sua técnica, marcando um passo significativo no sentido de aumentar a escala deste método inovador e de fazer avançar a produção de amoníaco verde.
Leia o Artigo Original: New Atlas
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