Amoníaco: ¿el combustible del futuro? | Ciencia en Polonia

Green Pioneer es el nombre de un barco inusual, construido recientemente por la empresa minera australiana Fortescue, que también se ocupa de las llamadas tecnologías limpias. Una cosa lo diferencia de otros barcos. Recientemente fue repostado frente a la costa de Singapur con tres toneladas de combustible inusual. Amoníaco. Además de dos motores diésel, el barco está equipado con dos motores propulsados ​​por este material.

Al final del año la construcción fue pagada. Buque portacontenedores de amoníaco Anunció Yara, una conocida empresa noruega de fertilizantes industriales. Está previsto que el barco esté listo en 2026. Por su parte, la empresa estadounidense Amogee presentó recientemente un camión propulsado por amoniaco. Se supone que recolecta una cantidad de energía similar a la del auto eléctrico Tesla Semi, pero se puede usar. Repostar En 8 minutos. Por encima del motor de amoníaco El está trabajando Toyota.

¿Por qué amoníaco? Después de todo, se habla mucho de motores eléctricos y, últimamente, también de propulsar diversos vehículos con hidrógeno. Cuando se trata de motores eléctricos, como se puede imaginar, todo gira en torno a las baterías, cuya capacidad es todavía muy baja. El hidrógeno es muy difícil de almacenar: requiere enormes presiones o condiciones extremadamente frías. Mientras tanto, el amoníaco consta de tres átomos de hidrógeno unidos a un átomo de nitrógeno. Bajo presión atmosférica, se condensa a una temperatura de menos 33 grados Celsius y, a temperatura ambiente, se convierte en líquido a baja presión. Por tanto, su almacenamiento es incomparablemente más fácil y económico. Mientras tanto, el amoníaco tiene una mayor densidad energética que el hidrógeno. Calculado por unidad de volumen, que contiene el 70%. Más energía utilizable que el hidrógeno licuado y casi tres veces más energía que el hidrógeno comprimido a una potente presión de 700 bar. Sin embargo, el combustible diésel es más eficiente en este sentido: un litro contiene aproximadamente 39 megajulios, mientras que un litro de amoníaco contiene menos de 16.

Sin embargo, toda la historia detrás del amoníaco tiene que ver con encontrar un combustible que reduzca las emisiones de dióxido de carbono (y también otros contaminantes).

Sin embargo, este material tiene algunas desventajas que son difíciles de ignorar. En concentraciones elevadas, es corrosivo y, en general, muy peligroso para los seres humanos. Incluso en concentraciones bajas puede provocar irritación de las membranas mucosas de los ojos y del sistema respiratorio, y en concentraciones elevadas puede provocar parálisis nerviosa y la muerte, que se produce en pocos minutos. Sin embargo, es un material muy utilizado en la industria, especialmente para la producción de fertilizantes. Se han mejorado perfectamente sus técnicas de almacenamiento y transporte, especialmente por vía marítima. Por tanto, parece una solución prometedora para los barcos.

Se puede utilizar de tres formas principales. En primer lugar, se puede quemar, como el combustible normal, en un motor de combustión interna, aunque esto plantea algunas dificultades: este compuesto no se quema fácilmente, por lo que la reacción requiere la adición de una cantidad de combustible convencional. Las condiciones de combustión mal elegidas también producen óxido de nitrógeno, un gas de efecto invernadero excepcionalmente potente. Pero lo importante es reducir las emisiones de estos gases. Sin embargo, cuando la reacción se desarrolla correctamente, a partir del propio amoníaco sólo se produce nitrógeno (el componente principal del aire) y agua, y catalizadores especiales también pueden ayudar a eliminar posibles impurezas.

La segunda forma de utilizar el amoníaco es que este compuesto primero se descompone en nitrógeno e hidrógeno y luego se utiliza el hidrógeno, ya sea en un motor de combustión adaptado adecuadamente o en las conocidas pilas de combustible generadoras de electricidad. Sin embargo, también existen otros tipos de pilas de combustible: las que utilizan amoníaco. Como resultado de la reacción que se produce en estas células, sólo se produce nitrógeno y agua. Sin embargo, esta tecnología tiene dos inconvenientes importantes: uno es el alto costo y el otro es la reacción lenta, lo que significa que es difícil obtener alta energía. Sin embargo, su principal ventaja es la eficiencia. Es importante recordar que primero se debe producir amoníaco y esto requiere energía. En el caso de las pilas de combustible que funcionan directamente con amoníaco, se puede recuperar la mitad de la energía aportada, y en los otros dos métodos, alrededor del 20%.

Desafortunadamente, el método actual de producción de amoníaco comúnmente utilizado no es respetuoso con el medio ambiente. El amoníaco se produce a partir del hidrógeno y el nitrógeno presentes en la atmósfera. El hidrógeno se obtiene normalmente a partir de un potente gas de efecto invernadero, el metano, extraído del interior de la Tierra, lo que implica filtrar una parte a la atmósfera. Además, se deben utilizar enormes recursos energéticos.

Sin embargo, los científicos nunca dejan de intentar encontrar mejores formas. Por ejemplo, un equipo de la Universidad de Tohoku ha desarrollado un sistema de estimulación eléctrica que reduce el consumo de energía. También están surgiendo otras ideas. ¿Valdría la pena que? Recientemente, un equipo de la Universidad de Princeton realizó un análisis en el que examinaba la conveniencia de basar gran parte de la economía en el uso de amoníaco como combustible. Los investigadores descubrieron, por ejemplo, que si se utilizara para satisfacer el 5 por ciento de las necesidades energéticas del mundo y el 1 por ciento del amoníaco utilizado de esta manera se convertiría en dióxido de nitrógeno, y el efecto sobre la atmósfera sería similar al causado en un 15 por ciento. Actualmente se queman combustibles fósiles.

Los científicos dicen que vale la pena desarrollar tecnologías basadas en amoníaco, aunque no sean el combustible ideal. Porque tal vez no lo haya. «Al identificar las mayores amenazas de una economía basada en el amoníaco, podemos identificar qué necesitamos desarrollar y desarrollar para mejorar este tipo de sistemas de producción de energía», dice el profesor Hans. Michael E. Mueller, autor del estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences. “Sabemos que se avecina una economía basada en el amoníaco a cierta escala”, subraya uno de los autores, el profesor Amílcar Porporato.

Marek Matacz

Rafiqa / Zhan /