Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) descobriram como capturar e converter o dióxido de carbono através de um único processo eletroquímico. O modelo envolve o uso de um eletrodo para atrair o dióxido de carbono liberado de um sorvente e convertê-lo em uma forma reduzida e reutilizável.
De acordo com o MIT News, a equipe realizou extensos experimentos para determinar esse fator e descobriu que, no final, tudo se resumia à pressão parcial do dióxido de carbono. Em outras palavras, quanto mais puro o dióxido de carbono entrar em contato com o eletrodo, mais eficientemente o eletrodo poderá capturar e converter a molécula.
O conhecimento deste fator principal, ou “espécie ativa”, pode ajudar os cientistas a sintonizar e otimiz sistemas eletroquímicos semelhantes para capturar e converter eficientemente o dióxido de carbono num processo integrado ar sistemas eletroquímicos semelhantes para capturar e converter eficientemente o dióxido de carbono num processo integrado.
Os resultados do estudo implicam que, embora estes sistemas eletroquímicos provavelmente não funcionem em ambientes muito diluídos (por exemplo, para capturar e converter emissões de carbono diretamente do ar), eles seriam adequados para as emissões altamente concentradas geradas por processos industriais, particularmente aqueles que não têm nenhuma alternativa renovável óbvia.
“Podemos e devemos mudar para energias renováveis para a produção de eletricidade. Mas descarbonizar profundamente indústrias como a produção de cimento ou aço é um desafio e levará mais tempo”, afirma o autor do estudo, Betar Gallant, professor no MIT. “Mesmo que nos livremos de todas as nossas centrais eléctricas, precisamos de algumas soluções para lidar com as emissões de indústrias a curto prazo, antes de podermos descarbonizá-las totalmente. É aí que vemos um ponto ideal, onde algo como este sistema poderia caber.”
Processo eletroquímico
Em um novo estudo feito para descobrir as reações específicas que impulsionam o processo eletroquímico, os pesquisadores do MIT geraram soluções de aminas que se assemelham às soluções de captura industrial usadas para extrair dióxido de carbono dos gases de combustão.
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Eles alteraram metodicamente várias propriedades de cada solução, como pH, concentração e tipo de amina, e depois passaram cada solução por um eletrodo feito de prata – um metal amplamente utilizado em estudos de eletrólise e conhecido por converter eficientemente dióxido de carbono em carbono monóxido.
Eles então mediram a concentração de monóxido de carbono que foi convertido no final da reação e compararam esse número com o de todas as outras soluções testadas, para ver qual parâmetro tinha mais influência na quantidade de monóxido de carbono produzido. No final, descobriram que o que mais importava não era o tipo de amina utilizada para capturar inicialmente o dióxido de carbono, como muitos suspeitavam.
Em vez disso, foi a concentração de moléculas individuais de dióxido de carbono flutuantes que evitaram a ligação com aminas, mas mesmo assim estavam presentes na solução. Este “solo-CO2” determinou a concentração de monóxido de carbono que foi finalmente produzido.
“Descobrimos que é mais fácil reagir com esse CO2 'solo', em comparação com o CO2 que foi capturado pela amina”, afirma Leverick. “Isto diz aos futuros investigadores que este processo pode ser viável para fluxos industriais, onde altas concentrações de dióxido de carbono poderiam ser eficientemente capturadas e convertidas em produtos químicos e combustíveis úteis.
“Esta não é uma tecnologia de remoção e é importante afirmar isso”, enfatiza Gallant. “O valor que traz é que nos permite reciclar o dióxido de carbono algumas vezes, ao mesmo tempo que sustentamos os processos industriais existentes, com menos emissões associadas. Em última análise, meu sonho é que sistemas eletroquímicos possam ser usados para facilitar a mineralização e o armazenamento permanente de CO2 – uma verdadeira tecnologia de remoção. Essa é uma visão de longo prazo. E grande parte da ciência que estamos começando a entender é um primeiro passo para projetar esses processos.”
*Imagem de capa: Depositphotos
