Uma nova técnica promete revolucionar a produção de adubos nitrogenados ao eliminar o uso de combustíveis fósseis, tornando a agricultura mais sustentável. O método, baseado em eletricidade renovável, alcança 100% de eficiência energética na conversão de nitrogênio em amônia, o principal insumo para fertilizantes.
O desafio do nitrogênio na agricultura
Plantas precisam de nitrogênio para crescer, mas, apesar de ser o elemento mais comum na atmosfera, não conseguem utilizá-lo diretamente. Apenas algumas espécies, como soja e feijão, contam com microrganismos em suas raízes que transformam o nitrogênio gasoso em compostos aproveitáveis. A maioria das plantas depende de adubos nitrogenados retirados do solo, que precisa ser reposto.
Atualmente, esses adubos são produzidos a partir da amônia obtida pelo processo Haber-Bosch, inventado no início do século XX. Nesse método, o nitrogênio do ar é combinado com hidrogênio proveniente de combustíveis fósseis. A enorme quantidade de amônia produzida — 175 milhões de toneladas por ano — é responsável por cerca de 2% de todo o gás carbônico liberado na atmosfera, tornando a agricultura menos sustentável.
O novo método eletroquímico
Há décadas, cientistas buscam uma forma de produzir amônia sem combustíveis fósseis. Um dos caminhos mais promissores é o uso de eletricidade de fontes renováveis, como eólica ou solar, para combinar íons de lítio com nitrogênio gasoso, formando nitreto de lítio. Em seguida, os átomos de lítio são substituídos por hidrogênio, gerando amônia. O lítio atua como catalisador, sendo consumido e regenerado no processo, que utiliza elétrons da corrente elétrica para ligar hidrogênio ao nitrogênio.
Até agora, o método era economicamente inviável porque apenas uma pequena parte da energia elétrica era aproveitada. No entanto, manipulando a composição dos íons na solução e os eletrodos, os pesquisadores conseguiram melhorar drasticamente a eficiência. Com o novo método, 100% da energia elétrica consumida é retida nas moléculas de amônia.
Vantagens econômicas e ambientais
Segundo os cientistas, o aumento de eficiência reduz os custos e viabiliza a construção de fábricas de amônia totalmente sustentáveis, alimentadas por eletricidade renovável. Além disso, o capital necessário para essas fábricas é muito menor, permitindo unidades menores e instaladas próximas a fontes de energia renovável.
“Podemos imaginar um futuro em que parques de energia solar serão instalados no Cerrado brasileiro, junto a fábricas de fertilizantes”, afirmam os pesquisadores. Essa produção local, distribuída e de menor escala cortaria custos de importação e transporte.
Impacto nas emissões de CO2
Se toda a amônia necessária para adubos for produzida por esse método, a produção de alimentos deixaria de contribuir com os 2% das emissões globais de CO2. No entanto, a descoberta ainda está em laboratório. “Não sabemos com precisão quando as primeiras fábricas-piloto serão construídas”, alertam os cientistas. Mas eles acreditam que, se as fábricas atuais tiverem de pagar pelo carbono emitido, a transição será mais rápida.
