Uma equipe internacional de pesquisa desenvolveu um novo eletrocatalisador capaz de converter nitratos presentes na água em amônia em condições brandas. Esta pesquisa oferece um novo caminho tecnológico para reduzir o consumo de energia e as emissões na produção de amônia, e as descobertas foram publicadas na revista *Advanced Functional Materials*.
O eletrocatalisador consiste em compostos intermetálicos de rutênio-gálio com ordenação atômica, suportados em materiais de carbono. Sua estrutura única imobiliza com precisão átomos individuais de rutênio dentro de um ambiente cristalino formado por átomos de gálio, guiando, assim, de forma eficiente, a reação de conversão de nitrato em amônia. O professor Hao Li, professor convidado do Instituto de Materiais Avançados da Northeastern University, afirmou: “Nosso novo catalisador tem duas vantagens principais: primeiro, ele pode reduzir as emissões associadas à fabricação de fertilizantes e produtos químicos; segundo, ele nos permite recuperar nitratos de forma eficaz, que, de outra forma, poluiriam nossa água.”
O estudo demonstra que, mesmo em baixas concentrações de nitrato, o eletrocatalisador mantém alta atividade e seletividade em voltagens relativamente baixas e apresenta desempenho estável a longo prazo. Simulações computacionais indicam que a introdução de irídio altera as propriedades eletrônicas do rutênio, otimizando o comportamento de adsorção de intermediários nitrogenados e suprimindo reações secundárias de evolução de hidrogênio.
O material foi validado em um sistema de bateria de nitrato de zinco, que alcançou centenas de horas de geração e operação contínuas de energia, demonstrando seu potencial de aplicação em síntese química e conversão de energia. Os pesquisadores destacam que este trabalho oferece novas perspectivas para o desenvolvimento de eletrocatalisadores com arranjos atômicos controláveis.
O professor Hao Li acrescentou: "Esperamos transformar um poluente amplamente disseminado em um produto valioso e fornecer diretrizes para o desenvolvimento de futuros catalisadores utilizando arranjos atômicos controláveis." A equipe de pesquisa planeja combinar modelos teóricos com ferramentas de aprendizado de máquina para acelerar o desenvolvimento de eletrocatalisadores de próxima geração para síntese química verde.
