Como transformar o CO2 industrial num combustível renovável
Os cientistas de Yale deram um passo importante na criação de um processo escalável para remover o dióxido de carbono (CO2) do ar e “reutilizá-lo” como combustível renovável.
Num novo estudo publicado na revista Nature Nanotechnology, o químico de Yale Hailiang Wang e os seus colegas descrevem a sua mais recente descoberta na criação de metanol – um combustível líquido muito utilizado em motores de combustão interna e outros – a partir de emissões industriais de CO2, um dos principais gases com efeito de estufa que contribuem para as alterações climáticas.
O processo poderá ter aplicações de grande alcance em toda a indústria.
“Esta é uma nova estratégia que leva a redução de CO2 em metanol a um novo nível”, afirma Wang, professor de química na Faculdade de Artes e Ciências de Yale e principal autor do novo estudo. Wang é também membro do Instituto de Ciências Energéticas de Yale e do Centro de Captura Natural de Carbono de Yale.
A transformação do CO2 em metanol é uma reação química em duas etapas. Primeiro, o CO2 reage com um catalisador para se transformar em monóxido de carbono (CO). O CO sofre então uma reação catalítica para se transformar em metanol.
O processo anterior mais eficaz – também desenvolvido no laboratório de Wang – apresentava um único catalisador feito de moléculas de tetraaminoftalocianina de cobalto suportadas em nanotubos de carbono.
No entanto, as duas fases da reação não são compatíveis com este catalisador de sítio único: a conversão de CO2 em CO não é tão eficiente ou seletiva, o que representa um desafio para os cientistas que tentam conceber um processo robusto que possa ser ampliado para utilização industrial.
“Ter apenas um tipo de sítio catalítico não era o ideal para ambas as etapas da reação”, diz Jing Li, um associado de pós-doutoramento no laboratório de Wang e primeiro autor do novo estudo. “Para evitar este compromisso, concebemos agora um catalisador ‘dois em um’”.
O novo processo começa com um depósito de tetrametoxiftalocianina de níquel para a conversão de CO2 em CO. O CO recém-formado migra então para um sítio de cobalto – os cientistas da catálise chamam a isto “ transbordamento” – para completar a redução em metanol.
“O nosso trabalho oferece uma solução potencialmente escalável para reduzir a pegada de carbono e acelerar a transição para uma energia mais limpa”, afirma Conor Rooney, antigo aluno de doutoramento no laboratório de Wang e coautor do novo estudo.
“Ter apenas um tipo de sítio catalítico não era o ideal para ambas as etapas da reação”, disse Jing Li, um associado de pós-doutoramento no laboratório de Wang e primeiro autor do novo estudo. “Para evitar este compromisso, concebemos agora um catalisador ‘dois em um’”.
O novo processo começa com um sítio de tetrametoxiftalocianina de níquel para a conversão de CO2 em CO. O CO recém-formado migra depois para um sítio de cobalto – os cientistas da catálise chamam a isto “spillover” – para completar a redução em metanol.
“O nosso trabalho oferece uma solução potencialmente escalável para reduzir a pegada de carbono e acelerar a transição para uma energia mais limpa”, conclui Conor Rooney, antigo aluno de doutoramento no laboratório de Wang e coautor do novo estudo.