Investigadores de la Universidad de Sídney han desarrollado una forma más eficiente de generar amoníaco (NH₃) usando electricidad para simular rayos. Esto permite convertir aire en amoníaco gaseoso, en lugar de en solución como en estudios anteriores.

• Amoniaco a partir del aire y electricidad.
• Proceso más limpio que el Haber-Bosch.
• Producción descentralizada, sin gas natural.
• Potencial para fertilizantes y combustibles verdes.
• Avance liderado por la Universidad de Sídney.

Usar rayos para fabricar amoníaco del aire

Un equipo de la Universidad de Sídney ha logrado generar amoniaco gaseoso directamente del aire utilizando electricidad, imitando el poder de un rayo en laboratorio. Esta innovación promete transformar la forma en que producimos uno de los compuestos químicos más utilizados del mundo, sin depender de combustibles fósiles ni infraestructuras industriales centralizadas.

El amoníaco (NH₃) es esencial para fabricar fertilizantes que sostienen cerca del 50 % de la producción mundial de alimentos. Sin embargo, su fabricación actual mediante el proceso Haber-Bosch, inventado a principios del siglo XX, es altamente intensiva en energía, requiere gas natural como materia prima y es responsable de más del 1 % de las emisiones globales de CO₂. Una paradoja para una molécula clave en la alimentación mundial.

Un nuevo camino para un viejo problema

La propuesta del equipo liderado por el profesor PJ Cullen, del School of Chemical and Biomolecular Engineering y el Net Zero Institute, es tan sencilla en su planteamiento como ambiciosa en sus implicaciones: generar amoníaco en estado gaseoso mediante un sistema eléctrico de plasma y electrólisis, usando únicamente aire y electricidad.

A diferencia de intentos anteriores, que producían amoníaco en solución (NH₄⁺) y requerían pasos adicionales para su extracción, este nuevo método genera directamente amoníaco en forma gaseosa, facilitando su uso inmediato o almacenamiento.

El corazón del proceso es un electrolizador con membrana, una unidad compacta y escalable que transforma los gases excitados por el plasma en moléculas de amoníaco. El procedimiento funciona en dos etapas: primero, el plasma activa las moléculas de nitrógeno y oxígeno del aire; después, el electrolizador las convierte en amoníaco. No hay necesidad de altas presiones, temperaturas extremas ni combustibles fósiles.

Implicaciones más allá de la agricultura

El amoníaco no solo sirve para fertilizar cultivos. Gracias a sus tres átomos de hidrógeno, es también un vector energético prometedor. Puede utilizarse para almacenar y transportar hidrógeno, que se libera posteriormente mediante un proceso de “cracking”. Además, su combustión no emite CO₂, lo que lo convierte en un candidato atractivo como combustible marino, especialmente en un momento en que el sector naviero busca descarbonizarse. Según la Agencia Internacional de Energía, la navegación representa aproximadamente el 3 % de las emisiones globales de gases de efecto invernadero.

Algunas compañías, como Maersk o NYK Line, ya están invirtiendo en proyectos piloto con amoníaco como combustible para buques. Incluso gobiernos como el de Japón y Corea del Sur han lanzado estrategias nacionales para el desarrollo del «amoníaco azul» y «verde», reconociendo su papel potencial en la transición energética.

Descentralización: la gran ventaja

Una de las mayores fortalezas de esta tecnología es su capacidad para descentralizar la producción. A diferencia del Haber-Bosch, que necesita grandes plantas industriales cercanas a yacimientos de gas natural, este nuevo sistema podría instalarse localmente, en comunidades rurales o regiones sin acceso a grandes infraestructuras energéticas.

Esto permitiría, por ejemplo, que pequeños agricultores en zonas remotas produzcan su propio fertilizante, reduciendo su dependencia del mercado global y disminuyendo las emisiones asociadas al transporte.

Además, al estar impulsado por electricidad renovable, el proceso se adapta fácilmente a fuentes como la solar o la eólica. En regiones con abundante sol, como Australia, Chile o el norte de África, este tipo de producción distribuida podría tener un impacto directo en la soberanía alimentaria y energética.

Aún queda por hacer

Aunque el plasma ya ha demostrado ser energéticamente viable y escalable, el reto ahora es optimizar la eficiencia del electrolizador, de modo que el sistema completo pueda competir económicamente con el proceso Haber-Bosch.

El equipo de Sídney reconoce que aún hay barreras tecnológicas que superar, pero los resultados publicados en la revista Angewandte Chemie International Edition marcan un punto de inflexión. Según Cullen, “este avance representa un paso crucial hacia una producción sostenible de amoníaco”.

Cabe destacar que, aunque el profesor Cullen y su colega Tianqi Zhang están vinculados a PlasmaLeap Technologies, una startup con interés comercial en este ámbito, la tecnología utilizada en este estudio fue desarrollada de forma independiente, con el respaldo de instituciones académicas.

Potencial

Este tipo de innovación puede jugar un rol clave en la lucha contra la emergencia climática si se concreta en aplicaciones reales:

• Fertilizantes sin carbono: producción local de abonos sostenibles, reduciendo la huella ecológica de la agricultura.
• Combustible limpio para el transporte marítimo, un sector difícil de electrificar y esencial para el comercio global.
• Almacenamiento de energía renovable en forma de amoníaco, facilitando la estabilidad de redes eléctricas 100 % verdes.
• Empoderamiento de comunidades rurales, que podrían acceder a fertilizantes o combustibles sin depender de grandes conglomerados.
• Reducción del uso de gas natural, clave en un contexto geopolítico donde la independencia energética es cada vez más estratégica.

Si logra escalarse y mantenerse competitivo, esta tecnología podría convertir una simple chispa en un cambio estructural hacia un modelo energético y alimentario más justo, resiliente y compatible con los límites del planeta.

Vía Using lightning to make ammonia out of thin air