En un avance que promete remodelar la química industrial, investigadores del Instituto de Ciencia de Tokio, en colaboración con el Instituto Nacional de Ciencia de Materiales y la Universidad de Tohoku, han desarrollado un nuevo catalizador, BaSiONH, para la síntesis de amoniaco. Anunciado el 17 de febrero de 2025, esta innovación promete reducir significativamente el impacto ambiental de la producción de amoniaco, un proceso vital para fertilizantes y diversas aplicaciones industriales.
El proceso Haber-Bosch convencional, actualmente utilizado para la síntesis de amoniaco, exige alta energía, temperaturas y presiones extremas, contribuyendo sustancialmente a las emisiones de carbono. BaSiONH, sin embargo, opera a temperaturas más bajas (400-700 °C), ofreciendo una alternativa más sostenible. Este catalizador libre de metales de transición aprovecha las vacantes aniónicas dentro de su estructura como sitios activos, mejorando la actividad catalítica mientras minimiza el consumo de energía.
El equipo del profesor Masaaki Kitano identificó inicialmente el silicato de tribario (BaSiO) como la base para este nuevo catalizador. Publicada en Nature Chemistry, su investigación detalla cómo BaSiONH superó a los catalizadores existentes basados en rutenio, que a menudo son costosos y perjudiciales para el medio ambiente. El nuevo catalizador demuestra una capacidad superior para reducir la energía de activación y aumentar la eficiencia de la síntesis de amoniaco.
Los experimentos bajo diversas condiciones confirmaron los niveles de actividad más altos de BaSiONH en comparación con los catalizadores convencionales. Se logró una mejora adicional mediante la integración de nanopartículas de rutenio, aunque el equipo aclaró que los sitios activos primarios seguían siendo las vacantes aniónicas dentro de BaSiONH. Este sistema de dos fases representa un paso significativo para alejarse de los catalizadores tradicionales.
Las implicaciones de este descubrimiento son de gran alcance. Con una demanda mundial de amoniaco que se prevé que aumente, BaSiONH ofrece un método de producción sostenible, que reduce las emisiones nocivas y alivia el agotamiento de los recursos. Su escalabilidad y eficiencia presentan un camino prometedor hacia la viabilidad comercial, lo que indica una nueva era donde la sostenibilidad y la química convergen.