Pesquisadores de São Carlos converteram nitrogênio em amônia usando material semicondutor ativado por luz solar Pesquisadores de São Carlos converteram nitrogênio em amônia usando material semicondutor ativado por luz solar Foto: Divulgação

Método mais barato e de menor impacto ambiental para produzir amônia é desenvolvido na UFSCar Destaque

Escrito por  Jul 22, 2022

Do G1 - Pesquisadores ligados ao Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), desenvolveram um método mais barato e ambientalmente amigável para produzir amônia (NH3), uma substância usada como fertilizante agrícola, que aumenta a produtividade do solo.

Método alternativo

A amônia é obtida, há mais de um século, por meio de um processo conhecido como síntese de Haber-Bosch, que combina o nitrogênio do ar atmosférico com hidrogênio em uma condição de alta pressão e de temperatura moderadamente alta.

Em busca de um método alternativo de menor impacto energético e ambiental, os cientistas do CDMF aplicaram um semicondutor – um novo material sintetizado por eles mesmos e composto de seleneto de antimônio decorado com nanopartículas de platina (Sb2Se3 – Pt) – que, sob a ação de luz solar, é capaz de converter uma molécula em outra. Neste caso, o catalisador promoveu a conversão do nitrogênio (N2) em amônia.Pesquisadores de São Carlos converteram nitrogênio em amônia usando material semicondutor ativado por luz solar  — Foto: CDMF/divulgação

Pesquisadores de São Carlos converteram nitrogênio em amônia usando material semicondutor ativado por luz solar — Foto: CDMF/divulgação

Segundo a Agência Fapesp, a técnica foi descrita em artigo publicado no periódico Electrochimica Acta, cuja primeira autora é Juliana Ferreira de Brito, integrante do CDMF – um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), sediado na UFSCar.

Para desenvolver o semicondutor, foi usada como suporte uma folha de trama de carbono (chamada gas diffusion layer) e depositado sobre ela, por redução eletroquímica, o Sb2Se3, que foi finalizado com um tratamento térmico.

“Depois disso, decoramos essa superfície com pequenas partículas de platina por fotoeletrodeposição. O material resultante foi então colocado em uma célula eletroquímica, onde foi empregado um pequeno potencial sob iluminação [técnica conhecida como fotoeletrocatálise]. Esse processo faz com que uma molécula de nitrogênio seja reduzida a duas moléculas de amônia”, explicou Juliana para a Agência Fapesp.Núcleo de Inovação Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) na UFSCar — Foto: Divulgação

Núcleo de Inovação Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) na UFSCar — Foto: Divulgação

Além de ser o primeiro trabalho de redução de nitrogênio desenvolvido pelo grupo de pesquisa, o estudo também se destaca por ser um dos poucos realizados no mundo empregando a técnica de fotoeletrocatálise e o único empregando o Sb2Se3 como semicondutor.

Os resultados alcançados pelo grupo indicam que é possível, em um futuro não muito distante, substituir o atual processo de produção de amônia por algo mais econômico e que não cause tanto impacto ao meio ambiente.

Segundo a pesquisadora, o estudo segue em andamento e já estão sendo investigados novos materiais com potencial de serem empregados na conversão de nitrogênio em amônia, em um processo com maior eficiência.

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