Pesquisadores constroem sistema de fertilizantes verdes para reutilizar resíduos e reduzir emissões de gases de efeito estufa • Serviço de Notícias • Universidade Estadual de Iowa

Postado em 7 de agosto de 2023 às 10h20

Vignesh Kumar Thoomatti Haridass, pesquisador associado de pós-doutorado que trabalha com Liang Dong, do estado de Iowa, instala sensores de nitrato de solo e caule em um milharal. Foto maior. Foto de Liang Dong.

AMES, Iowa – Os investigadores do Centro-Oeste pretendem eliminar algumas das emissões de gases com efeito de estufa provenientes dos fertilizantes agrícolas.

Equipas de investigação da Universidade Estatal de Iowa e da Universidade Estatal de Wichita, no Kansas, estão a unir-se para desenvolver um sistema que captura azoto residual e dióxido de carbono para produzir um fertilizante verde que reduz as emissões de óxido nitroso, um gás com efeito de estufa 300 vezes mais potente que o dióxido de carbono.

O grande objectivo do sistema, de acordo com um resumo da investigação, “é promover fertilizantes azotados isentos de N2O (óxido nitroso) e CO2 (dióxido de carbono) com resiliência económica e consciência ambiental como uma forma inovadora de mitigar os desafios colocados às alterações climáticas. ameaçaram as comunidades agrícolas e pecuárias do Centro-Oeste.

A National Science Foundation está apoiando o projeto com uma doação de US$ 4 milhões por quatro anos, com metade indo para o estado de Iowa e a outra metade para o estado de Wichita. O financiamento vem do Programa Estabelecido para Estimular a Pesquisa Competitiva da agência (conhecido como EPSCoR).

As bolsas EPSCoR são projetadas para construir infraestrutura e capacidades científicas em todo o país. Esta bolsa é do programa “Track 2” do EPSCoR que promove colaborações de pesquisa entre estados ou territórios. O foco actual do programa é “promover a investigação sobre as alterações climáticas e a capacidade de resiliência”.

Wenzhen Li , professor de engenharia química e biológica e bolsista do corpo docente Herbert L. Stiles, liderará o trabalho do estado de Iowa no projeto. Outros membros da equipe incluemMichael Castellano, o Professor William T. Frankenberger em Ciência do Solo;Liang Dong , o Professor Vikram L. Dalal de Engenharia Elétrica e de Computação; eFallys Masambuka-Kanchewa, professor assistente de educação e estudos agrícolas.

As tarefas da equipe incluirão projetar materiais, processos e reatores para a captura eletroquímica e conversão de resíduos de nitrogênio e dióxido de carbono em um fertilizante conhecido como “ureia verde”, modelar o ciclo do nitrogênio nas plantações, desenvolver e testar sensores de nitrogênio para plantações e educar os agricultores. e pecuaristas sobre o novo fertilizante.

(A uréia é um ingrediente comum em fertilizantes e produtos químicos. Os mamíferos a utilizam para excretar nitrogênio na urina; ela deve ser purificada antes de poder ser usada em fertilizantes. A uréia de alta pureza também pode ser sintetizada a partir de materiais inorgânicos.)

Os pesquisadores também querem aumentar a sustentabilidade do projeto usando energia eólica e solar para alimentar a síntese eletroquímica de seu fertilizante verde. “Queremos aproveitar a abundante energia renovável que Iowa e Kansas geram e usam atualmente”, disse Li.

Shuang Gu , professor associado de engenharia mecânica na Wichita State, liderará o projeto no Kansas. Ele trabalhará comMark Cinto de Neve, professor de ciências biológicas;Janet Twomey , reitor associado da Faculdade de Engenharia para estudos de pós-graduação, pesquisa e sucesso docente e professor de engenharia industrial, de sistemas e de manufatura; eRuowen Shen, professor assistente na Escola de Relações Públicas Hugo Wall.

As tarefas da equipe do Kansas incluirão a captura e concentração de nitrato, a separação da uréia, o estudo das comunidades microbianas do solo, a realização de avaliações do ciclo de vida dos fertilizantes verdes e a determinação dos impactos sociais dos fertilizantes verdes.

Os pesquisadores do estado de Iowa e do estado de Wichita trabalharam juntos em outros projetos, por isso fazia sentido prosseguir esta nova colaboração.

“Há uma sinergia perfeita entre a ISU em Iowa e a WSU no Kansas em termos de problemas comuns compartilhados, interesse unido na agricultura e pecuária do Centro-Oeste e complementação de experiência em pesquisa e força educacional”, disse Gu.