I ricercatori della Stanford University e della King Fahd University of Petroleum and Minerals hanno sviluppato un dispositivo innovativo che produce ammoniaca direttamente dall’aria utilizzando l’energia eolica. Secondo loro, questa nuova tecnologia, volta a sostituire il processo Haber-Bosch, che consuma una parte significativa dell’energia globale e contribuisce alle emissioni di anidride carbonica, potrebbe rivoluzionare le pratiche agricole e contenere l’impatto ambientale.
Il settore agricolo, fortemente dipendente dai fertilizzanti sintetici, è uno dei principali contributori ai gas serra, rappresentando circa un terzo delle emissioni secondo il Programma ambientale delle Nazioni Unite.
L'innovativo dispositivo, sviluppato sotto la guida di Richard Zare, professore di scienze naturali a Stanford, Marguerite Blake Wilbur, ha dimostrato la sua efficacia fuori dai confini del laboratorio. "Questa svolta ci consente di sfruttare l'azoto presente nella nostra aria e produrre ammoniaca in modo sostenibile. È un passo significativo verso un approccio decentralizzato ed ecologico all'agricoltura", ha spiegato Zare.
Il meccanismo del dispositivo prevede che l'aria venga aspirata attraverso una rete rivestita con catalizzatori specializzati ottimizzati per condizioni ambientali quali umidità, velocità del vento e composizione atmosferica. I catalizzatori, comprese combinazioni di ossido di ferro e polimeri acidi ricchi di fluoro e zolfo, facilitano la produzione di ammoniaca a temperatura ambiente e pressione atmosferica, eliminando così la necessità di input di energia esterna.
Xiaowei Song, autore principale dello studio e ricercatore in chimica a Stanford, ha sottolineato i benefici ambientali del metodo. "Questo approccio riduce significativamente l'impronta di carbonio della produzione di ammoniaca", ha osservato Song. Durante i test, il dispositivo ha dimostrato la sua capacità di produrre una concentrazione di ammoniaca sufficiente per la fertilizzazione delle piante in serra in sole due ore, utilizzando un sistema dotato di un filtro microporoso in pietra e meccanismi di riciclaggio dell'acqua.
Chanbasha Basheer della King Fahd University ha indicato che il dispositivo, sebbene promettente, richiederebbe circa due o tre anni di ulteriore sviluppo prima di poter essere introdotto sul mercato. I piani per potenziare la tecnologia includono l’uso di sistemi a maglie più grandi per migliorare la capacità di produzione di ammoniaca.
Oltre al suo utilizzo primario nella produzione di fertilizzanti, la capacità del dispositivo di generare ammoniaca, un composto con una densità di energia maggiore rispetto all’idrogeno, presenta potenziali applicazioni nello stoccaggio e nel trasporto di energia rinnovabile. Ciò potrebbe avvantaggiare in particolare settori come il trasporto marittimo e la produzione di energia.
Pubblicato su Science Advances il 13 dicembre, lo studio ha ricevuto finanziamenti dall’Ufficio per la ricerca scientifica dell’aeronautica americana e dalla King Fahd University of Petroleum and Minerals. I ricercatori prevedono l’integrazione di questa tecnologia nei sistemi di irrigazione, consentendo la generazione di fertilizzanti in loco, che potrebbe semplificare in modo significativo le pratiche agricole.
