ZAP // Crystal Price & Joseph Gauthier, Texas Tech University; Meenesh Singh, University of Illinois Chicago; NightCafe Studio
Um novo reator poderá transformar águas residuais em água potável, ao mesmo tempo que gera um dos produtos químicos mais valiosos do mundo.
Um novo reator, apresentado num estudo publicado recentemente na Nature Catalysis promete transformar águas residuais em água potável, enquanto gera amoníaco gasoso – um dos produtos químicos mais procurados no mundo.
O amoníaco (NH3) é essencial na produção de fertilizantes e na fabricação de produtos químicos. Por ano, são produzidas mais de 180 milhões de toneladas.
Atualmente, o amoníaco é produzido principalmente pelo processo Haber-Bosch, que consome cerca de 2% da energia global.
Para evitar este impacto climático dos nitratos, os cientistas estão a trabalhar em formas de converter o nitrato em amoníaco utilizando eletricidade, mas os primeiros sistemas têm-se debatido com reações secundárias indesejáveis.
Como explica a Live Science, nestes processos a água é dividida em gás oxigénio e iões de hidrogénio na extremidade negativa do reator, enquanto uma segunda reação converte os nitratos em amoníaco e iões hidroxilo (OH-) na extremidade positiva.
Os nitratos são poluentes comuns em rios e cursos de água, resultantes do escoamento agrícola. Em excesso, podem devastar ecossistemas aquáticos e representam riscos à saúde humana quando presentes em água potável. Os tratamentos atuais para remover nitratos da água são caros e produzem óxido nitroso, um potente gás com efeito de estufa.
Os cientistas têm procurado formas de converter nitratos em amoníaco utilizando eletricidade, mas os primeiros sistemas enfrentaram problemas com reações secundárias indesejáveis.
Novo reator resolve problemas
O novo reator desenvolvido resolve este problema através de três câmaras, como explicou, à Live Science, o líder da investigação Feng-Yang Chen, investigador da Universidade de Rice (EUA).
Na primeira câmara, o nitrato é convertido em amoníaco gasoso e iões hidroxilo – que se combinam com os iões de sódio já presentes na água para formar hidróxido de sódio.
Quando a água limpa sai da primeira câmara e é bombeada para a câmara do meio com este hidróxido de sódio, o gás amoníaco recém-formado é expelido.
Entretanto, na terceira câmara, os iões de hidrogénio produzidos pela divisão da água difundem-se através da célula para a câmara intermédia. Aqui, o hidrogénio e os iões hidroxilo do hidróxido de sódio combinam-se para formar água.
Os iões de sódio remanescentes voltam depois à câmara intermédia para a primeira câmara para repetir o ciclo.
Crucialmente, este reator impede que os iões de hidrogénio interfiram na reação de conversão do nitrato, aumentando a eficiência do processo.
