Un método del MIT produce amoníaco bajo tierra con energía cero
Iwnetim Abate and Yifan Gao
El amoníaco es muy prometedor como futura fuente de combustible, pero los métodos de producción actuales lo convierten en un gran contaminante del medio ambiente. Investigadores del MIT han desarrollado una técnica innovadora que utiliza el calor y los minerales naturales de la Tierra para producir amoníaco de forma más limpia y sostenible.
En la actualidad, el amoníaco es el segundo producto químico más producido en el mundo, y cerca del 80% se utiliza en fertilizantes agrícolas. Sin embargo, la producción tradicional de amoniaco consume aproximadamente el 2% de la energía mundial procedente de combustibles fósiles y representa aproximadamente el 1% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero de origen humano. Para ponerlo en perspectiva, cada tonelada de amoníaco producida emite unas 2,4 toneladas de dióxido de carbono (CO2).
A pesar de estos problemas medioambientales, el amoníaco -un compuesto de nitrógeno e hidrógeno- tiene un gran potencial en el sector energético. Puede almacenar más de 20 veces la energía por peso en comparación con las baterías de iones de litio y puede quemarse de forma limpia si se gestiona adecuadamente. El desarrollo de métodos más ecológicos para producir amoníaco podría contribuir significativamente a reducir las emisiones de carbono al tiempo que se satisface la demanda energética.
Avances en la producción ecológica de amoníaco
Los avances en la producción sostenible de amoníaco se han acelerado. En 2022, tres empresas energéticas danesas pusieron en marcha la primera planta de amoníaco ecológico del mundo, capaz de producir 5.000 toneladas anuales utilizando únicamente energía solar y eólica. Para 2026, Noruega tiene previsto introducir el primer portacontenedores propulsado por amoníaco. Otras innovaciones, como los semirremolques eléctricos de amoníaco con cero emisiones y los tractores propulsados por amoníaco, ponen aún más de relieve el potencial ecológico del compuesto.
Aprovechando este impulso, investigadores del MIT han introducido ahora un método para producir amoníaco sin insumos energéticos externos ni emisiones de CO2, lo que abre nuevas posibilidades de producción sostenible.
Inspiración en la naturaleza
La idea del método surgió de un pozo rico en hidrógeno situado en Malí (África Occidental). Descubierto en la década de 1980, el pozo contenía corrientes de hidrógeno gaseoso que, según se descubrió más tarde, eran el resultado de reacciones químicas entre las rocas y el agua en las profundidades de la corteza terrestre.
Fue un momento eureka, dijo Iwnetim Abate, autor principal del estudio. Nos dimos cuenta de que la propia Tierra podía actuar como una fábrica, utilizando su calor y presión naturales para producir sustancias químicas valiosas como el amoníaco de una forma más limpia».
Para probar el concepto, el equipo de Abate diseñó un sistema modelo que inyectaba agua enriquecida con nitrógeno en minerales sintéticos ricos en hierro, reproduciendo las condiciones que se dan bajo la superficie terrestre. Este proceso produjo amoníaco sin liberar CO2 ni requerir energía externa.
Cuando los investigadores sustituyeron el hierro sintético por olivino, un mineral rico en hierro de origen natural, añadieron un catalizador de cobre y aumentaron la temperatura a 300 °C (572 °F), simulando las condiciones del subsuelo. El nitrógeno del agua reaccionó con el hierro y generó hidrógeno, que se combinó con el nitrógeno para producir amoníaco. Este proceso produjo aproximadamente 1,8 kg de amoníaco por tonelada de olivino.
Estos minerales abundan en todo el mundo, lo que hace que este método sea adaptable a escala mundial, explicó Abate. Sin embargo, reconoció que siguen existiendo importantes retos, sobre todo a la hora de perforar a gran profundidad y gestionar las interacciones entre los fluidos inyectados, los gases producidos y el lecho rocoso circundante.
Perspectivas de futuro para el amoníaco verde
A pesar de estas complejidades, Abate es optimista sobre el potencial de la tecnología. Su equipo espera probar el sistema en condiciones reales dentro de uno o dos años y cree que podría incluso utilizar el nitrógeno de las aguas residuales como insumo.
Se trata de un gran avance para el desarrollo sostenible, afirma Geoffrey Ellis, geólogo del Servicio Geológico de Estados Unidos que no participó en el estudio. Aunque hay que seguir trabajando para validar el método a escala piloto y comercial, este concepto es transformador. La ingeniería de un sistema que optimiza el proceso natural de reducción de nitratos por el hierro es un planteamiento ingenioso que probablemente inspirará otras innovaciones.
El equipo de investigadores ha solicitado la patente de su técnica, lo que supone un paso importante hacia la ampliación de este método innovador y el avance de la producción ecológica de amoníaco.
Read the original article on: New Atlas
Read more: Virginia’s Fusion Power Plant: Advancing Toward Unlimited Energy
