La producción de amoníaco es necesaria para fabricar fertilizantes, elaborándose 110 millones de toneladas al año. Más del 2% de toda la energía mundial se gasta en esta reacción, y sin amoníaco artificial, sólo la mitad de la población mundial podría alimentarse.

Un grupo de investigación, dirigido por Anders Nilsson de la Universidad de Estocolmo, ha resuelto por primera vez el estado químico de los catalizadores de amoníaco durante la reacción. Los resultados se han publicado recientemente en la revista Nature.

Comprender el proceso de producción del amoníaco permitirá fabricar catalizadores más eficientes y reducir el consumo de energía. Christopher Goodwin, quien dirigió el estudio en la Universidad de Estocolmo y ahora es científico de la línea de luz 3Sbar en ALBA, detalla: "Los catalizadores para el proceso Haber-Bosch (con los que se elabora el amoníaco) son los catalizadores más importantes desarrollados hasta ahora. A pesar de su impacto en miles de millones de vidas y estar relacionados con tres premios Nobel, aún se desconocía su funcionamiento exacto. El misterio de esta reacción es el primero de muchos que se responderán con nuevas herramientas".

La línea de luz 3Sbar (Estructura de Superficie y Espectroscopía a 1 bar) será el siguiente paso en el estudio de muchas de las reacciones químicas más importantes. Será una línea de luz de rayos X duros que realizará espectroscopia fotoelectrónica a presión ambiental (APXPS) y difracción de rayos X de superficies (SXRD) simultáneamente a presiones superiores a una atmósfera. Inspirada en el instrumento de DESY, 3Sbar será una línea de luz de vanguardia, la primera de su tipo, cuyo objetivo es proporcionar una comprensión fundamental de una amplia gama de procesos científicos de superficies de interfases sólido-líquido y sólido-gas. 3Sbar será clave para responder a cuestiones sobre baterías, catálisis, electrocatálisis, corrosión y sensores, contribuyendo a generar tecnologías más eficientes, limpias y respetuosas con el medio ambiente.

3Sbar será la decimocuarta línea de luz del Sincrotrón ALBA y la primera optimizada para la cuarta generación. Está financiada por el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia en el marco de NextGenerationEU, y se espera que entre en funcionamiento en 2026.

Ilustración de portada de David Degerman, investigador postdoc, Departamento de Física, Universidad de Estocolmo.