Novo material torna possível a conversão ecológica do metanol

Os investigadores da Universidade de Griffith desenvolveram materiais quânticos inovadores e amigos do ambiente, capazes de impulsionar a transformação do metanol em etilenoglicol.

O etilenoglicol é um importante produto químico utilizado no fabrico de poliésteres (incluindo PET) e de agentes anticongelantes, com uma produção global de mais de 35 milhões de toneladas por ano e em forte crescimento.

Atualmente, é produzido principalmente a partir de produtos petroquímicos através de processos que consomem muita energia.

O metanol (CH3OH) pode ser produzido de forma sustentável a partir de CO2, resíduos de biomassa agrícola e resíduos de plástico através de vários métodos, como a hidrogenação, a oxidação parcial catalítica e a fermentação. Como combustível, o metanol também serve como um transportador circular de hidrogénio e um precursor de numerosos produtos químicos.

Sob a direção do Professor Qin Li, o método da equipa Griffith utiliza a fotocatálise solar para converter metanol em etilenoglicol em condições moderadas.

Este processo utiliza a luz solar para conduzir reações químicas, o que minimiza os resíduos e maximiza a utilização de energia renovável.

Embora as tentativas anteriores desta conversão tenham enfrentado desafios – como a necessidade de materiais tóxicos ou preciosos – o Professor Li e a equipa de investigação identificaram uma solução mais ecológica.

“As alterações climáticas são um dos principais desafios que a humanidade enfrenta atualmente”, afirmou o Professor Li.

“Para o enfrentar, temos de nos concentrar na produção de energia com emissões zero, no fabrico com baixas emissões e numa economia circular. O metanol destaca-se como um produto químico crucial que liga estas três estratégias”, explicou.

“O que criámos é um novo material que combina pontos quânticos de carbono com poços quânticos de seleneto de zinco”, acrescentou.

“Esta combinação aumenta significativamente a atividade fotocatalítica mais de quatro vezes maior do que usar pontos quânticos de carbono sozinhos, demonstrando a eficácia do novo material”, disse o autor principal, Dechao Chen.

A abordagem também demonstrou uma elevada fotocorrente, indicando uma transferência de carga eficiente dentro do material, crucial para conduzir as reacções químicas desejadas.

As análises confirmaram a formação de etilenoglicol, demonstrando o potencial deste novo método. É de salientar que o subproduto desta reação é o hidrogénio verde.

Esta descoberta abre novas possibilidades de utilização de materiais ecológicos na fotocatálise, abrindo caminho para uma produção química sustentável.

Como novo material quântico, tem também o potencial de conduzir a novos avanços na fotocatálise, deteção e optoelectrónica.

“A nossa investigação demonstra um passo significativo no sentido da química verde, mostrando como os materiais sustentáveis podem ser utilizados para realizar importantes transformações químicas”, afirmou o Professor Li.

“Isto poderia transformar a conversão do metanol e contribuir significativamente para a redução das emissões”, concluiu.