Senza di essa, quasi la metà della produzione alimentare mondiale che oggi conosciamo non esisterebbe. Di cosa stiam parlando? Dell'ammoniaca, un composto chimico fondamentale, ingrediente chiave per la stragrande maggioranza dei fertilizzanti utilizzati in agricoltura.
Ma l'ammoniaca sta attirando l'attenzione anche per un altro motivo: il suo potenziale come combustibile pulito e come vettore per trasportare l'idrogeno, l'energia del futuro. Essendo priva di carbonio, infatti, si candida a diventare una soluzione strategica per decarbonizzare settori complessi come quello navale, responsabile di circa il 3% delle emissioni globali.
Nonostante il suo ruolo, l'ammoniaca nasconde un lato oscuro. Il suo metodo di produzione tradizionale, il processo Haber-Bosch, è estremamente dispendioso dal punto di vista energetico e si basa interamente sui combustibili fossili, generando un'impronta di carbonio enorme. Questo processo, che combina azoto e idrogeno a pressioni e temperature elevatissime, è uno dei più inquinanti dell'intera industria chimica. Da oltre un decennio, la comunità scientifica globale è alla ricerca di un'alternativa più sostenibile.
Una promettente innovazione arriva ora da un gruppo di ricercatori dell'Università di Sydney, guidato dal professor PJ Cullen della School of Chemical and Biomolecular Engineering. Il team ha sviluppato un metodo inedito che utilizza elettricità e una sorta di "fulmine artificiale" per produrre ammoniaca direttamente dall'aria.
Questa tecnica apre le porte a una produzione decentralizzata, scalabile e a basso costo, particolarmente vantaggiosa per le aree rurali o non connesse alla rete elettrica. Il processo si articola in due fasi. Inizialmente, si utilizza il plasma – uno stato della materia simile a un gas ionizzato – per "eccitare" le molecole di azoto e ossigeno presenti nell'aria. Successivamente, queste molecole attivate passano attraverso un elettrolizzatore a membrana, un dispositivo compatto dove avviene la conversione finale in ammoniaca gassosa. "In questa ricerca abbiamo sviluppato con successo un metodo che permette di convertire l'aria in ammoniaca nella sua forma gassosa usando elettricità", ha dichiarato il professor Cullen, sottolineando come questo rappresenti un enorme passo avanti.
Il vero progresso sta proprio nella capacità di ottenere ammoniaca direttamente come gas. Molti laboratori in passato erano riusciti a produrla solo in forma liquida, come ammonio, che richiede ulteriori e costosi passaggi per diventare un gas utilizzabile. La nuova metodologia bypassa completamente questa fase inefficiente. Dopo sei anni di lavoro sulle tecnologie per l'ammoniaca "verde", il team ha perfezionato la prima parte del processo, quella relativa al plasma, rendendola già efficiente e scalabile.
La sfida ora, come ammette lo stesso Cullen, è "spingere sull'efficienza energetica del componente elettrolizzatore" per rendere l'intera soluzione pienamente competitiva e sostenibile. Con la domanda globale di ammoniaca destinata ad aumentare, questa ricerca potrebbe davvero riscrivere le regole di produzione di una delle sostanze chimiche più importanti per il nostro pianeta.
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