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Cientistas da Alemanha criaram uma inovadora técnica que aumenta em três vezes a produção de amônia, utilizando um campo magnético durante o processo de síntese de eletrocatalisadores. Essa descoberta pode transformar a forma como fertilizantes são fabricados de maneira sustentável, ao mesmo tempo em que ajuda a diminuir o consumo global de energia.
Atualmente, o método Haber-Bosch, que ainda é amplamente utilizado para a produção de amônia, consome entre 1% e 2% da energia total do planeta. Além disso, esse processo é responsável por quase 1% das emissões anuais de gases que provocam efeito estufa.
A pesquisa foi coordenada por Marcel Risch, do Helmholtz-Zentrum Berlin, e Sanjay Mathur, da Universidade de Colônia. Durante os experimentos, eles aplicaram um campo magnético com intensidade de 1 Tesla enquanto realizavam a deposição química do filme fino de CoFe2O4. Como resultado, foi obtido um catalisador com uma superfície mais rugosa e com sítios ativos mais fáceis de acessar.
Os filmes de CoFe2O4 que foram produzidos sob a influência do campo magnético mostraram uma capacidade para gerar 22 vezes mais amônia em comparação ao óxido de ferro puro processado nas mesmas condições. As simulações teóricas indicaram que os íons Co²⁺ inibem reações secundárias e favorecem a conversão do nitrato.
Risch mencionou que o uso do campo magnético tem o efeito de estabilizar os íons Co²⁺ dentro da estrutura cristalina, diminuindo as barreiras para a redução do nitrato. Esse efeito se mantém mesmo após a remoção do campo magnético, o que facilita sua aplicação na prática.
As análises realizadas com microscopia eletrônica demonstraram que a superfície dos filmes de CoFe2O4 se torna ainda mais rugosa quando submetida a campos magnéticos intensos. Essa propriedade não apenas aumenta a área ativa do catalisador, mas também contribui para sua eficiência aprimorada.
Mathur salientou que essa nova abordagem oferece um parâmetro adicional para o controle na síntese dos eletrocatalisadores. A expectativa é que essa técnica promova o desenvolvimento de materiais mais eficazes para a produção de amônia.
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