Catalisadores para síntese de amônia: revisão e desafios para a produção sustentável

• Macena, João Victor Santos ^[1] ; Duarte, Inara Faria ^[1] ; Teles, Athus Costa ^[1] ; Brandão, Paulo Victor Rocha ^[1] ; Torres, Fernanda Miranda ^[1] ; Althoff, Heloisa ^[2] ; Fonseca, André ^[3]
  1. [1] Campus Integrado de Manufatura e Tecnologias – SENAI CIMATEC
  2. [2] PETROGAL
  3. [3] GALP

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• Localización: Latin American Journal of Energy Research - LAJER, ISSN-e 2358-2286, Vol. 11, Nº. 2, 2024 (Ejemplar dedicado a: v. 11 n. 2 (2024)), págs. 73-80
• Idioma: portugués
• Títulos paralelos:
  • Catalysts for ammonia synthesis: review and challenges for sustainable production
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• Resumen
  • English

    This article explores the main catalysts used in ammonia synthesis, highlighting their importance in optimizing the reaction between nitrogen (N₂) and hydrogen (H₂). Magnetite (Fe₃O₄) is the most widely used traditional catalyst, allowing the reaction to take place at approximately 350 °C and at high pressures. However, new catalysts such as ruthenium (Ru) are being investigated due to their stability and efficiency at more moderate temperatures and pressures, which reduces the energy consumption of the process. In addition, molybdenum-based catalysts (Mo₂C) are showing promise, with a high capacity for dissolving nitrogen, which could increase efficiency in ammonia synthesis. Supports such as activated carbon and cerium oxide (CeO₂) help stabilize catalysts such as Ru/C, increasing the yield of ammonia under more economical industrial conditions. Studies also point to wustite, a form of iron oxide, which offers unique properties for adsorbing N₂ and H₂ at lower temperatures. Thus, studies into catalysts for ammonia synthesis continue to evolve, with alternatives that increase efficiency and reduce costs. The search for catalysts that are more active, stable and less sensitive to contaminants is an essential approach to improving the viability of the process and meeting industrial demands in a more sustainable way.

  • português

    Este artigo explora os principais catalisadores utilizados na síntese de amônia, destacando sua importância na otimização da reação entre nitrogênio (N₂) e hidrogênio (H₂). A magnetita (Fe₃O₄) é o catalisador tradicional mais utilizado, permitindo que a reação ocorra a aproximadamente 350 °C e em altas pressões. Contudo, novos catalisadores como os de rutênio (Ru) estão sendo investigados devido à sua estabilidade e eficiência a temperaturas e pressões mais moderadas, o que reduz o consumo energético do processo. Além disso, catalisadores à base de molibdênio (Mo₂C) mostram-se promissores, com alta capacidade de dissolução de nitrogênio, o que pode ampliar a eficiência na síntese de amônia. Suportes como carvão ativado e óxido de cério (CeO₂) ajudam a estabilizar catalisadores, como o Ru/C, elevando o rendimento de amônia sob condições industriais mais econômicas. Estudos também apontam para a wustita, uma forma de óxido de ferro, que oferece propriedades únicas para adsorção de N₂ e H₂, atuando em temperaturas mais baixas. Dessa forma, os estudos sobre catalisadores para a síntese de amônia continuam evoluindo, com alternativas que potencializam a eficiência e reduzem custos. A busca por catalisadores mais ativos, estáveis e menos sensíveis a contaminantes representa uma abordagem essencial para melhorar a viabilidade do processo e atender às demandas industriais de maneira mais sustentável.