Il metodo permette di coniugare efficienza biologica e fattibilità industriale
La Scuola politecnica federale di Losanna (EPFL) ha sviluppato un metodo di produzione dell’ammoniaca green ispirato alla natura e capace di favorire la riduzione delle emissioni.
L’ammoniaca (NH₃) è fondamentale all’agricoltura poiché è la componente base dei fertilizzanti necessari alla produzione di alimenti. Attualmente, l’ammoniaca viene prodotta principalmente attraverso il processo Haber-Bosch. Tale processo permette che l’azoto gassoso (N₂) presente nell’aria venga trasformato in ammoniaca. Questo metodo così diffuso, tuttavia, impiega vaste quantità di energia e genera emissioni di gas serra in misura significativa.
Ammoniaca green, il metodo di produzione bioispirato
Da tempo gli scienziati sono alla ricerca di metodi più efficaci ed ecosostenibili per produrre ammoniaca. La natura lo fa già grazie al lavoro di complessi enzimatici chiamati nitrogenasi ma si è rivelato assai difficile replicare tali processi biologici su scala industriale. Tuttavia, gli studiosi dell’EPFL sono riusciti a sviluppare un catalizzatore all’uranio in grado di convertire l’azoto gassoso in ammoniaca utilizzando un metodo di legame unico. La scoperta è importante perché aprirebbe alla produzione di fertilizzanti più sostenibili.
Nel processo Haber-Bosch azoto e idrogeno gassosi vengono utilizzati come reagenti in presenza di un catalizzatore metallico. “Tutti i catalizzatori molecolari sviluppati fino ad oggi legano le molecole di azoto – composte da due atomi di azoto uniti insieme – a un singolo centro metallico in una disposizione lineare. – spiega la professoressa Marinella Mazzanti dell’EPFL. – Significa che una molecola di azoto si lega a un solo metallo, tramite uno dei suoi due atomi. Diversamente, la natura utilizza un approccio multimetallico: le molecole di azoto si legano infatti a più di un metallo“
Un gruppo di ricercatori guidato proprio dalla professoressa Mazzanti ha sviluppato il primo catalizzatore molecolare a base di uranio in grado di legare l’azoto gassoso in modo simile, ossia “lateralmente”, e convertirlo in ammoniaca. Questo metodo permette di coniugare efficienza biologica e fattibilità industriale e spalanca le porte della produzione di ammoniaca verde per l’agricoltura.
Gli esperimenti hanno dimostrato che il complesso di uranio può funzionare ripetutamente in un ciclo, trasformando l’azoto gassoso in ammoniaca più di una volta. Nello specifico, fino a 8,8 equivalenti di ammoniaca per catalizzatore all’uranio. Dunque, la ricerca proverebbe che il legame laterale dell’azoto – modalità di legame propria degli enzimi naturali – possa diventare una via praticabile per la produzione di ammoniaca a basse emissioni.
QUI la scoperta della EPFL pubblicata su Nature
