L'ammoniac est le deuxième produit chimique le plus produit dans le monde et un composant important de la plupart des engrais, mais les procédés industriels actuels pour fabriquer de l'ammoniac produisent chaque année plusieurs millions de tonnes de dioxyde de carbone, un puissant gaz à effet de serre.

Maintenant, chercheurs dirigés par Meenesh Singh, professeur adjoint de génie chimique à l'Université de l'Illinois Chicago College of Engineering, décrivent un nouveau procédé pour produire de l'ammoniac avec une empreinte carbone potentiellement beaucoup plus faible. Ils rapportent leurs découvertes dans le journal Catalyse ACS .

L'azote gazeux est l'un des composants utilisés pour fabriquer de l'ammoniac, mais parce que les liaisons azote dans l'azote gazeux sont très stables, beaucoup d'énergie est nécessaire pour les casser afin que l'azote puisse se lier à l'hydrogène pour produire de l'ammoniac.

« Les méthodes actuelles de fabrication d'ammoniac à partir d'azote sont très énergivores et nécessitent la combustion de combustibles fossiles pour générer d'énormes quantités de chaleur, et cela produit beaucoup de gaz à effet de serre comme sous-produit, " a déclaré Singh.

Singh et ses collègues ont développé une nouvelle méthode pour produire de l'ammoniac qui repose sur l'utilisation d'un tamis à mailles recouvert de cuivre, un catalyseur qui aide à lier l'azote à l'hydrogène pour produire de l'ammoniac. L'électrification de l'écran permet de piloter les réactions.

L'azote pur est poussé à travers le tamis puis interagit avec l'eau, qui fournit l'hydrogène. Même si le processus de Singh utilise des quantités d'énergie similaires par rapport au processus traditionnel, il nécessite beaucoup moins de combustibles fossiles que les méthodes traditionnelles, juste assez pour électrifier l'écran. "L'électricité peut provenir de l'énergie solaire ou éolienne, qui ferait vraiment une énorme différence dans la réduction des émissions de gaz à effet de serre, " a déclaré Singh. " Même les centrales électriques modernes sont très efficaces, et si le réseau est alimenté de manière conventionnelle, notre procédé utilise toujours moins de combustibles fossiles et génère moins de gaz à effet de serre nocifs que la production conventionnelle d'ammoniac."

Actuellement, Le procédé de Singh produit 20 % d'ammoniac et 80 % d'hydrogène gazeux. "Nous espérons augmenter la production d'ammoniac, mais nos premiers efforts jusqu'à présent sont prometteurs, et les économies d'émissions de carbone sont encore importantes si vous deviez étendre notre processus pour produire de grandes quantités d'ammoniac, " a déclaré Singh.

Un brevet provisoire pour le nouveau procédé a été déposé par l'Office of Technology Management de l'UIC.

Le groupe de Singh envisage maintenant d'utiliser l'air, au lieu de l'azote gazeux purifié, comme source d'azote pour produire de l'ammoniac à l'aide de sa méthode unique. « L'utilisation de l'air nous permettrait d'économiser encore plus en termes de gaz à effet de serre, car nous utilisons de l'air facilement disponible au lieu de l'azote gazeux, qui doit être purifié et mis en bouteille."