Cientistas
da Universidade Rice, nos Estados Unidos, conseguiram que o dióxido de carbono
possa ser reutilizado de forma eficiente, graças a um eletrolisador que usa
eletricidade renovável para produzir combustível líquido puro.
Segundo
a agência Europa Press, o reator
catalítico desenvolvido pelo engenheiro químico e biomolecular do laboratório da Universidade Rice,
Haotian Wang, utiliza dióxido de carbono (CO2) como matéria-prima e, no seu
mais recente protótipo, produz altas concentrações de ácido fórmico altamente
purificado.
Nos
testes, o novo eletrolisador alcançou uma eficiência de conversão de energia de
aproximadamente 42%. Isto significa que quase metade da energia elétrica pode
ser armazenada em ácido fórmico como combustível líquido.
“O
ácido fórmico é um transportador de energia. É um combustível de célula de
combustível que pode gerar eletricidade e emitir dióxido de carbono, que
podemos usar e reciclar novamente”, explica Hang.
Além
disso, é essencial na indústria da engenharia química como matéria-prima para
outros produtos químicos e como material de armazenamento de hidrogénio que
pode conter quase mil vezes a energia do mesmo volume de hidrogénio molecular,
“difícil de comprimir”, segundo o engenheiro.
De
acordo com Chuan Xia, autor principal do estudo agora publicado na revista Nature Energy, dois
avanços fizeram com que este novo dispositivo fosse possível: o desenvolvimento
de um catalisador bidimensional de bismuto robusto e um eletrólito de estado
sólido que elimina a necessidade de sal como parte da reação.
“Atualmente,
as pessoas produzem catalisadores na escala de miligramas ou gramas”, diz o
cientista, que revela que a equipa desenvolveu uma forma de os produzir numa
escala de quilogramas, o que permitirá que o processo seja mais fácil para a
indústria.
Por
outro lado, o eletrólito sólido à base de polímero é revestido com ligantes de
ácido sulfónico para direcionar cargas positivas ou grupos amino funcionais
para direcionar iões negativos.
“No
geral, as pessoas reduzem o dióxido de carbono num eletrólito líquido
tradicional como a água salgada. Queremos que conduza a eletricidade, mas o
eletrólito da água pura é demasiado resistente. Logo, temos de adicionar sais
como cloreto de sódio ou bicarbonato de potássio para que os iões possam
mover-se livremente na água”, explica Wang.
Porém,
quando o ácido fórmico é gerado desta maneira, mistura-se com os sais. “Para a
maioria das aplicações, é necessário remover os sais do produto final, o que
requer muita energia e custos. Logo, usamos eletrólitos sólidos que conduzem
protões e podem ser feitos de polímeros insolúveis ou compostos inorgânicos,
eliminando a necessidade de sais”, acrescenta.
A
velocidade a que flui a água através da câmara deste produto determina a
concentração da solução. O desempenho lento com a configuração atual produz uma
solução que é quase 30% de ácido fórmico em peso, enquanto que fluxos mais
rápidos permitem personalizar a concentração. Os investigadores esperam
alcançar concentrações mais altas dos reatores de próxima geração que aceitam o
fluxo de gás para extrair vapores de ácido fórmico puro.
“O
panorama geral é que a redução de dióxido de carbono é muito importante por
causa do seu efeito no aquecimento global e na síntese química verde. Se a
eletricidade vier de fontes renováveis, como o sol ou o vento, podemos criar um
circuito que converta dióxido de carbono em algo importante”, conclui.
Fonte: ZAP
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