A ideia de usar amônia como transportador para entrega de hidrogênio ganhou impulso nos últimos anos.
Para converter a amônia, os cientistas construíram uma célula eletroquímica exclusiva com uma membrana condutora de prótons e a integraram a um catalisador de clivagem.
Primeiro, a amônia "encontra"com um catalisador que o divide em nitrogênio e hidrogênio. O hidrogênio resultante é imediatamente convertido em prótons, que são então movidos eletricamente através da membrana na célula eletroquímica. Ao remover constantemente o hidrogênio, os cientistas levam a reação cada vez mais longe. Este tipo de reação é conhecido como princípio de Le Chatelier-Brown. Ao remover um dos produtos da degradação da amônia, o hidrogênio, o processo vai além do que um catalisador convencional pode fazer.
O hidrogênio resultante pode ser usado como combustívelelemento. Como as baterias, as células de combustível geram eletricidade ao converter energia de reações químicas. Ao contrário das baterias, geram eletricidade enquanto houver combustível e nunca perdem a carga. O hidrogênio é um combustível limpo que, quando consumido, produz água como único subproduto. Essas propriedades o distinguem de um fóssil, cujos subprodutos - dióxido de carbono, metano e óxido nitroso - mudam o clima e aquecem o planeta.
O novo método se distingue por sua compatibilidade ambiental.A eletricidade renovável é usada para converter amônia em hidrogênio em vez de calor de combustível fóssil. Todo o processo ocorre em temperaturas mais baixas do que os métodos tradicionais de digestão (250 ° C em vez de 500 ° C-600 ° C). Além disso, a nova tecnologia gera hidrogênio puro que não precisa ser separado da amônia não reagida ou de outros produtos. O processo também é eficiente - toda a corrente elétrica fornecida ao dispositivo produz hidrogênio diretamente, sem perdas por reações parasitárias.
Os autores do estudo prevêem que o novoa tecnologia pode mudar dramaticamente o setor de transporte. Em 2018, a movimentação de pessoas e mercadorias por carros, caminhões, trens, navios, aviões e outros veículos foi responsável por 28% das emissões de gases de efeito estufa da América do Norte, de acordo com a U.S. EPA - mais do que qualquer outro setor.
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nitrogênio e hidrogênio
As células eletroquímicas medem a corrente gerada pela reação eletroquímica de poluentes atmosféricos individuais no eletrodo de medição.
A principal função da membrana condutora de prótonsé a transferência para a região do cátodo de um próton formado como resultado da ionização do hidrogênio no ânodo. Além disso, a membrana condutora de prótons atua como um separador de gás: ela corta o lado do ânodo da unidade de eletrólito da membrana do lado do cátodo quando os gases passam.
Catalisadores são substâncias que alteram a taxa de uma reação química e não estão incluídos nos produtos finais.