Notícia

Dióxido de Carbono: de gás do efeito estufa a combustível

Nova abordagem de catálise reduz o dióxido de carbono em metano em única etapa

Dr. Bingjun Xu

Fonte

Universidade de Delaware

Data

sexta-feira, 2 agosto 2019 13:55

Áreas

Sustentabilidade. Química Verde. Combustíveis. Energia.

Um número crescente de cientistas está procurando maneiras rápidas e econômicas de converter gás carbônico em produtos químicos e combustíveis com alto valor agregado. Uma equipe internacional de pesquisadores revelou uma nova abordagem que utiliza uma série de reações catalíticas para reduzir eletroquimicamente o dióxido de carbono em metano, o principal componente do gás natural, eliminando um passo intermediário normalmente necessário no processo de redução.

“Queremos fornecer eletricidade renovável e retirar o dióxido de carbono da atmosfera e convertê-lo em uma única etapa”, disse o Dr. Bingjun Xu, professor de Engenharia Química e Biomolecular da Universidade de Delaware, nos Estados Unidos.

Os resultados da equipe foram publicados na revista científica Nature Communications no último dia 26 de julho. Além de pesquisadores da Universidade de Delaware, o estudo inclui professores da Universidade Tsinghua, na China,  da Universidade de Columbia e do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos, e da Universidade Nacional de Cheng Kung, em Taiwan.

Para converter o dióxido de carbono em combustíveis, deve-se começar com uma superfície feita de cobre, o metal famoso por seu uso em moedas e na fiação elétrica. O cobre pode ser usado para reduzir o dióxido de carbono em monóxido de carbono, que pode então ser transformado em substâncias como o metano. Este processo é relativamente simples, mas requer dois reatores e etapas dispendiosas de separação e purificação.

A equipe de pesquisa usou cálculos e experimentos para projetar um sistema de catálise de um único reator. Adicionando dióxido de carbono, uma série de reações químicas acontecerá sem a necessidade de parar e adicionar mais produtos químicos.

Para fazer isso, a equipe adicionou superfícies de prata nanoestruturadas especiais, que foram desenvolvidas pelo Dr. Qi Lu, da Universidade Tsinghua, para as superfícies de cobre. A porção de prata atrai moléculas de monóxido de carbono, que então migram para a porção de cobre e reduzem ao metano. O sistema produz uma concentração maior de metano do que os sistemas somente de cobre.

“Neste trabalho, a principal novidade é combinar esses dois [elementos] em uma configuração para que várias etapas de reação possam ocorrer em um sistema”, explicou o Dr. Bingjun Xu. “Nós modificamos sistematicamente a composição, a relação entre prata e cobre na estrutura. Essas são a chave para a seletividade e capacidade de combinar as reações”.

Tentativas anteriores de combinar cobre com metais preciosos dessa maneira falharam, mas o grupo desenvolveu um tipo especial de estrutura de eletrodos que permite tal sistema. A pesquisa foi o resultado de um esforço colaborativo com grupos de pesquisa que contribuíram com espectroscopia, computação e estudos da reatividade de materiais.

Acesse o artigo cientifico completo (em inglês).

Acesse a notícia na página da Universidade de Delaware (em inglês).

Fonte: Julie Stewart, Universidade de Delaware. Imagem: superfície especial de cobre e prata para alcançar a série de reações químicas no sistema projetado pela equipe. Fonte: Dr. Bingjun Xu.

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