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.

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.

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.