Notícia

Novo eletrocatalisador pode converter dióxido de carbono e água em etanol com alta eficiência energética e baixo custo

Fonte

Universidade de Chicago

Data

segunda-feira, 7 setembro 2020 12:25

Áreas

Biotecnologia. Energia. Tecnologias.

Uma equipe de pesquisa liderada por cientistas do Laboratório Nacional Argonne, da Escola de Engenharia Molecular da Universidade de Chicago e da Universidade do Norte de Illinois, nos Estados Unidos, descobriu um novo eletrocatalisador que pode converter consistentemente dióxido de carbono e água em etanol com alta eficiência energética e baixo custo.

Como o dióxido de carbono é uma molécula estável, transformá-lo em uma molécula diferente normalmente consome muita energia e é caro.

Mas o novo processo pode converter eletroquimicamente o dióxido de carbono emitido por processos industriais em um produto valioso e a um custo razoável. O etanol pode ser usado como combustível e é amplamente utilizado como um produto intermediário nas indústrias química, farmacêutica e cosmética.

“O processo resultante do nosso catalisador contribuiria para a economia de carbono circular, que envolve a reutilização de dióxido de carbono”, afirmou o Dr. Di-Jia Liu, químico sênior da divisão de Ciências Químicas e Engenharia do Laboratório Nacional Argonne e cientista da Universidade de Chicago.

As descobertas foram publicadas recentemente na revista científica Nature Energy.

O catalisador desenvolvido consiste em cobre atomicamente disperso em um suporte de carbono na forma de pó. Por uma reação eletroquímica, o catalisador quebra as moléculas de dióxido de carbono e água e seletivamente remonta as moléculas separadas em etanol sob um campo elétrico externo.

As tentativas anteriores não tiveram muita eficiência na conversão total do dióxido de carbono. Mas a seletividade eletrocatalítica, ou “eficiência Faradaica”, do novo método é superior a 90% – muito maior do que qualquer outro processo anterior. Além disso, o catalisador opera de forma estável e em baixa tensão.

“Poderíamos acoplar o processo eletroquímico de conversão de dióxido de carbono em etanol usando nosso catalisador para a rede elétrica e aproveitar as vantagens da eletricidade de baixo custo disponível a partir de fontes renováveis ​​como solar e eólica fora dos horários de pico”, disse o Dr. Liu. Como o processo funciona em baixa temperatura e pressão, ele pode iniciar e parar rapidamente em resposta ao fornecimento intermitente de eletricidade renovável.

“Preparamos vários novos catalisadores usando essa abordagem e descobrimos que todos eles são altamente eficientes na conversão de dióxido de carbono em outros hidrocarbonetos. Pretendemos continuar esta pesquisa em colaboração com a indústria para fazer avançar esta tecnologia promissora”, concluiu o pesquisador.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

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

Fonte: Universidade de Chicago e Joe Harmon, do Laboratório Nacional Argonne. Imagem: Canal Ambiental.