Amoníaco, héroe y malos

Sistema frío con amoníaco. Getty / ShutterSock

Es algo típico que MacGiver elegiría si lo dejamos en una isla del desierto con una misión de avivamiento y una condición de que se tome un compuesto químico único. Dado que la lista de aplicaciones de amoníaco es infinita: la producción de urea y ácido urinario para la producción de plástico, medicina y explosivos, ropa, nylons, imágenes, limpieza, minería, alimentos, alimentos y muchos otros.

Para algo otro es el compuesto más utilizado en el mundo, que precede solo al ácido sulfúrico, con 235 millones de toneladas de 2019 y un pronóstico de 290 millones de toneladas hasta 2030. Años.

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El químico alemán Fritz HA fue el que se desarrolló en 1908. Síntesis de amoníaco de nitrógeno e hidrógeno. Esto ha permitido una gran producción de fertilizantes y ha causado una auténtica revolución agrícola a principios del siglo XX.

Este compuesto así ganó el apodo de “Pan del Aire”, porque se le permite salvar a millones de personas del hambre, cambiando la historia de la humanidad para siempre.

Sin embargo, también tiene su lado oscuro: durante la Primera Guerra Mundial, el mismo proceso ha permitido la producción de pólvora y explosivos que terminaron mucha vida.

La tubería de transporte de amoníaco más grande del mundo que fluye desde la planta Togliattiazot, en Rusia en Odessa en Ucrania. Wikimedia Commons., CC limpiando la membresía de refrigerante

¿Quién no conoce el amoníaco? En su forma pura, es gas incoloro, con un aroma desagradable, tóxico y peligroso.

Todos estamos acostumbrados a verlo en los supermercados, donde se vende diluido en agua en concentración entre 5-10%. Sin embargo, en las próximas décadas probablemente tendrá que acostumbrarse en varios lugares, debido a su alto potencial para diversos uso, con menos impacto ambiental.

De hecho, actualmente se utiliza en sistemas de refrigeración industrial (refrigeración R-717) por sus importantes ventajas ecológicas: potencial de calefacción global y agotamiento del abolo del ozono de Nulh, además de un mayor rendimiento. Son las cualidades que nuestros protagonistas constituyen muchos costos ambientales y menos.

Por supuesto, estas instalaciones requieren un mantenimiento riguroso y medidas de seguridad estrictas, incluidas las marcas y equipos individuales.

Motor de gas ammoníaco, extraído de Alfred Vaud 1871. Años. Wikimedia Commons., CC de sensores inteligentes: olfats electrónicos

Y es que la toxicidad del amoníaco requiere que cada instalación de beneficios tenga sistemas de detección y seguridad adecuados.

En este sentido, el desarrollo de sensores sensibles y robustos es esencial, tanto en entornos externos como internos. Según la Administración de Protección del Trabajo, el límite máximo de exposición al amoníaco a 25 ppm es de 8 horas, pero 35 ppm, 10 minutos.

Incluso el olor del sabueso actuaría como un biosensor, que era capaz de percibir concentraciones significativamente por debajo de las indicadas, aunque afectaba sus extensiones respiratorias. Por lo tanto, MacGiver, pensando en el bienestar de su mascota, ciertamente produjo un sensor inteligente para descubrir el amoníaco en el tiempo.

Combustible puro con mucho potencial

Por otro lado, una de las aplicaciones más prometedoras es su uso como combustible puro. Si no contienen carbono en su molécula, no emite dióxido de carbono, por lo que podría desempeñar un papel crucial en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y en la combinación del cambio climático.

La química lo deja muy claro: la combustión de amoníaco, idealmente, solo emite nitrógeno y agua, que no son contaminantes. Sin embargo, en la práctica, a una temperatura de encendido típica, siempre se formarán óxidos de nitrógeno (NOK), que son contaminantes significativos y requieren un control estricto de sus emisiones.

En cualquier caso, se ha demostrado que es muy efectivo como combustible: un litro de amoníaco produce casi tres veces más energía que la misma cantidad de hidrógeno comprimido. Por lo tanto, llenar el tanque con este compuesto permitiría casi tres veces millas de un vehículo de hidrógeno. Además, permite una reabastecimiento más rápido de la carga de vehículos eléctricos, el almacenamiento es menos peligroso y más barato y las baterías serían menos difíciles.

El barco KS-15 usó el amoníaco como uno de los componentes de combustible de un motor de cohete. Aviación Fuerza de EE. UU. / Vikimedia Commons., CC no todos los que brillan

El problema es que las grandes emisiones de NKS pueden afectar la calidad del aire que respiramos. Por lo tanto, es necesario buscar nuevas estrategias para aprovechar el potencial de amoníaco, como mezclas con otros combustibles o combustión a temperaturas más bajas.

Necesitamos agregar que tiene un alcance muy estrecho de inflamabilidad, lo que aumenta el riesgo de exclusión o combustión incompleta, algo que puede ser peligroso debido a la acumulación de amoníaco. Estas deficiencias subrayan la necesidad de desarrollar sensores más precisos para un uso seguro.

Almacenamiento de energía

Otra aplicación interesante sería usar el amoníaco como vector de energía para el almacenamiento de energía de hidrógeno. ¿Razón? Se puede almacenar y traducir a presión atmosférica en la fase líquida a una temperatura más (-33 ° C) de hidrógeno (-253 ° C). Además, ya hay transporte y almacenamiento de amoníaco, lo que contribuiría a una aplicación más rápida y económica de esta tecnología.

Luego, para extraer la energía preservada, la molécula se rompe y el hidrógeno resultante se usa para alimentar baterías o motores de combustible para crear electricidad.

Sin embargo, este es un proceso endotérmico que requiere catalizadores muy activos, aún en la fase de desarrollo.

El indicador de vida en Marte?

Mars Express European Space Craft ha identificado la presencia de amoníaco en la atmósfera fría de Marte, aunque en estas condiciones, las moléculas de medio cerdo son cortas y deben renovarse constantemente.

Es un hallazgo fascinante que podría indicar la existencia de la vida, porque este compuesto solo puede generar volcanes o microbios.

Mientras tanto, en la Tierra, y ahorrando sus riesgos potenciales: no es sorprendente que en el artículo se publique en la revista, se pregunta a los autores: ¿si habrá otra patente que sea más detalle lo que Fritz registró en 1908? ¿Años?

Edelmira Valero Ruiz recibe fondos de la Agencia de Investigación del Estado: TED2021-129921b-C21, cofinanciado por la Unión Europea la próxima generación de la UE / PRTT; Agencia de Investigación e Innovación de Castilla-La Mancha: SBPle / 23/2225 / 000194, cofinanciado por la Unión Europea (UE) a través de la Feder.

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