La utilización de amoníaco se considera un método prometedor de transporte de hidrógeno. Sin embargo, también requiere un proceso eficiente para convertirlo nuevamente en hidrógeno y nitrógeno.
Un equipo de investigación internacional ha obtenido nuevos conocimientos sobre el modo de funcionamiento de un catalizador de hierro que puede utilizarse para dividir el amoníaco en nitrógeno e hidrógeno. El hidrógeno se convierte en amoníaco para facilitar el transporte del portador de energía. Esto significa que también se necesitan catalizadores que luego puedan descomponer el amoníaco en los materiales de partida. Un equipo de la Universidad Alemana del Ruhr en Bochum, el Instituto Max Planck para la Conversión de Energía Química (MPI CEC), Mülheim an der Ruhr, la Universidad Técnica de Berlín y el Instituto Tecnológico Italiano de Génova describen en detalle cómo los catalizadores de hierro activan esta reacción. Diario catálisis SCA Desde el 6 de septiembre de 2024.
Cómo hacer transportable el hidrógeno
El hidrógeno verde se considera un portador de energía prometedor. Se puede fabricar dividiendo el agua mediante energía eólica o solar. Sin embargo, en muchos casos en los que se requiere hidrógeno, el agua no proporciona las condiciones adecuadas para la electrólisis. El hidrógeno debe licuarse para su transporte, lo que sólo es posible a temperaturas extremadamente bajas. Por lo tanto, convertir hidrógeno en amoníaco, que puede licuarse a temperaturas mucho más altas, se considera una opción atractiva. “Además, la industria química ya dispone de una infraestructura establecida para el tratamiento del amoníaco”, afirma el profesor Martin Mühler, director del Laboratorio de Química Industrial de Bochum y becario Max Planck del MPI CEC.
Se necesitan catalizadores eficientes para descomponer el amoníaco (NH3) como su compuesto inicial nitrógeno (N2) e hidrógeno (H2) El problema es que los catalizadores de hierro convencionales suelen facilitar una reacción no deseada para formar nitruro de hierro en lugar de nitrógeno. En el estudio actual, los investigadores han demostrado exactamente cómo se produce este efecto secundario. Probaron la descomposición del amoníaco utilizando un catalizador de última generación suministrado por Clariant.
El equipo formado por el Dr. Maximilian Purcell, Astrid Müller y el Prof. Martin Mühler de la Universidad del Ruhr en Bochum y del MPI CEC llevó a cabo las pruebas pertinentes. Los resultados se perfeccionaron mediante complejas simulaciones de dinámica molecular respaldadas por aprendizaje automático realizadas por institutos asociados italianos. El equipo de la Technische Universität Berlin identificó con éxito los nitruros de hierro formados en las condiciones de reacción mediante difracción de rayos X y siguió sus transformaciones.
Un catalizador para un futuro más eficiente
“Nuestros resultados podrán utilizarse en el futuro para desarrollar catalizadores más eficaces para la descomposición del amoníaco”, concluye Martin Mühler. “La síntesis y descomposición del amoníaco tiene una larga trayectoria”, añadió. “Citamos publicaciones científicas de los últimos 100 años.” Entre ellos se encuentra el trabajo de Gerhard Ertl, director de doctorado de Martin Mühler, que recibió el Premio Nobel en 2007 por su investigación.