Nuevo método a temperatura ambiente para fijar el nitrógeno

Alternativa

Todos los seres vivos necesitan nitrógeno, que forma el 78% del aire. Sin embargo, coger el nitrógeno del aire para que lo puedan utilizar los organismos no es nada fácil, y esa es la razón por la que los agricultores abonan con nitrógeno sus cultivos. Capturar el nitrógeno para hacer el abono resulta costoso, ya que hay que hacerlo a altas temperaturas y mediante gases a alta presión. Ahora, un grupo de químicos japoneses ha informado de un nuevo método, a temperatura ambiente, para fijar el gas nitrógeno en un compuesto sólido.En el aire, el nitrógeno está en moléculas formadas por dos átomos de nitrógeno fuertemente enlazados, por lo que son muy poco reactivas. Algunas bacterias que viven en el suelo han desarrollado catalizadores (llamados nitrogenasas) que fijan estas moléculas en forma reactiva: el amoníaco. Otras bacterias convierten entonces el amoníaco en el nutriente nitrato, del que las plantas toman normalmente el nitrógeno que necesitan.

En la actualidad, los fertilizantes se fabrican en su mayoría por un método que tiene casi un siglo de antigüedad, el proceso de Haber-Bosch, en el que el nitrógeno y el hidrógeno se combinan para formar amoníaco (NH4). Esta invención marcó el inicio de la fertilización química y el poderío de Alemania demostrado en la I Guerra Mundial.

Los químicos llevan mucho años buscando una alternativa para este método. Ahora, Katsuyoshi Hoshino y su equipo de la universidad de Chiba parecen haberla encontrado. Han utilizado un enfoque poco convencional, usar la luz y la electricidad para activar reacciones químicas. Recubrieron un electrodo de titanio con una capa de óxido de titanio y luego, parcialmente, todo ello con un polímero orgánico conductor. Los investigadores doparon esta capa con iones de perclorato, como explican en la revista Angewandte Chemie (17 de julio).Cuando expusieron este electrodo compuesto al gas de nitrógeno húmedo y lo iluminaron con luz blanca, crecieron cristales microscópicos en forma de aguja, que resultaron ser de perclorato de amonio, un compuesto explosivo utilizado como combustible de cohetes. Habían conseguido transformar el nitrógeno en amoniaco.

Hoshino y su equipo no están seguros todavía de cuál es el proceso. Se sabe que el óxido de titanio actúa como catalizador cuando es irradiado con luz, que estimula a algunos de sus electrones a movilizarse y reaccionar. El polímero conductor permitiría moverse a estos electrones, que dejarían que las moléculas de nitrógeno y de agua se pegaran a la superficie para reaccionar entre ellas. A pesar de que el método parece atractivo, es pronto todavía para saber si su coste y eficiencia permitirán su aplicación comercial.