Un estudio innovador realizado por un equipo de investigación internacional ha establecido un vínculo significativo entre la estructura del interpasivo de electrolitos fijo (SEI) y la eficiencia de la reducción de nitrógeno mediada por litio al amoníaco. Este proceso está en aumento como una alternativa viable ecológica a la producción de fertilizantes, un área que tradicionalmente dependía del proceso Haber-Bosch intensivo en energía.
Mediante la espectroscopía infrarroja y la microscopía electrónica de escaneo cryo in situ, los investigadores pudieron observar la formación previamente esquiva de SEI. Su trabajo enfatiza cómo la relación con el agua en el electrolito influye en la eficiencia de conversión de amoníaco. Esta revelación abre nuevos caminos para la producción sostenible de fertilizantes, reduciendo la dependencia del sector agrícola de los combustibles fósiles y contribuye a una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.
AmoniAk es un ingrediente crítico en los fertilizantes, generalmente producidos en instalaciones a gran escala utilizando el método Haber-Bosch, que contribuye significativamente a las emisiones de CO2. Dada la urgente necesidad de pasar a métodos de producción de amoníaco más pequeños y respetuosos con el medio ambiente, la reacción de reducción de nitrógeno mediada por litio ha recibido una mayor atención como una solución prometedora.
La investigación realizada por Sannken en la Universidad de Osaka e Imperial College London presenta una nueva perspectiva sobre el diseño de SEI. Al manipular la composición de los electrolitos, los investigadores pueden ver el ingeniero de SEI con propiedades hechas a medida que optimizan la producción de amoníaco y al mismo tiempo minimizar la dependencia de los combustibles fósiles. Este enfoque innovador tiene el potencial de lograr una revolución en la producción de fertilizantes, de modo que el impacto del medio ambiente esté considerablemente contaminado.
El Dr. Yu Katayama de la Universidad de Osaka, el autor principal del estudio, enfatiza la importancia de la síntesis de amoníaco electroquímico limpio en la búsqueda de neutralidad de carbono. «Nuestra investigación muestra que incluso pequeños ajustes en la composición de los electrolitos pueden influir significativamente en la estructura SEI y la eficiencia de reacción», dice. «Este es solo el comienzo de diseñar SEI óptimos como sitios de reacción. Nuestro objetivo es lograr una síntesis de amoníaco limpia ajustando el electrolito para crear SEI que favorecen la reacción».
Los resultados de este estudio, publicados en la revista Energy & Environmental Science, forman un paso crucial en la dirección de un futuro más sostenible para la producción de fertilizantes.
