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Pesquisadores resolvem o mistério da reação química subjacente à produção de fertilizantes

Pesquisadores do Pacific Northwest National Laboratory (PNNL, EUA) resolveram o mistério da reação química subjacente à produção de fertilizantes de combustível e nitrogênio. O assunto da pesquisa foi a chamada conversão água-gás, como resultado do qual combustível de hidrogênio e dióxido de carbono são formados a partir de monóxido de carbono e vapor.

Em um artigo publicado na edição de outubro da Nature Catalysis, os cientistas tentaram responder à questão fundamental das transformações químicas: a interação de produtos químicos com o catalisador cria um centro ativo ou o centro ativo já está presente dentro do catalisador? O centro ativo, ou local ativo, é a parte da molécula enzimática que interage com a molécula do substrato ou com suas partes diretamente envolvidas na reação.

Usando uma combinação de técnicas sofisticadas e duas formas de espectroscopia que permitiram rastrear o progresso de uma reação química em tempo real, uma equipe de cientistas liderada por Janos Szanyi e Vassiliki-Alexandra Glezakou determinou experimentalmente que um centro ativo só ocorre em uma colisão catalisador com um reagente.

Nosso novo entendimento nos deu novos parâmetros de referência para o desenvolvimento de catalisadores mais eficientes. Um desses métodos é o uso de um átomo de um metal como local catalítico, em oposição a várias centenas de átomos de metal aderidos um ao outro. A participação de cada átomo de metal na reação nos permitirá maximizar a eficiência do catalisador”, explicou Nicholas Nelson, pesquisador do PNNL e primeiro autor do artigo de pesquisa.

A criação de catalisadores mais rápidos e estáveis ​​usados ​​na conversão de gás de água significará um aumento na eficiência da produção industrial de ingredientes para fertilizantes agrícolas, como amônia, além de vários combustíveis, incluindo hidrocarbonetos, metanol e hidrogênio.

“A descoberta também pode levar a uma maior disseminação da tecnologia de células de combustível no setor de energia, o que ajudará a reduzir as emissões de transporte e diversificar nosso portfólio de energia”, acrescentou o cientista.

Essa descoberta foi o resultado de mais de dois anos de experimentos da PNNL, que identificaram o principal intermediário envolvido na reação de conversão água-gás. A presença de um intermediário chamado carboxila foi prevista já há 10 anos, mas foi descoberta experimentalmente apenas agora. Essa descoberta mudará a visão dos cientistas sobre a interação do hidrogênio e dos catalisadores monatômicos.

FertilizerDaily, 30/09/2019