Cientistas convertem gases de efeito estufa em combustíveis sustentáveis

Cientistas ao redor do mundo estão desenvolvendo processos inovadores na conversão de dióxido de carbono (CO₂), um dos principais responsáveis pelo aquecimento global, em combustíveis e produtos químicos sustentáveis.

Hidrogenação do CO₂

A hidrogenação do CO₂ surge como uma solução promissora, permitindo a transformação desse gás em compostos como metanol e metano, que podem ser utilizados na indústria e no setor energético.

Essa abordagem é parte de um esforço global para mitigar as emissões de carbono, oferecendo alternativas aos combustíveis fósseis. O metanol, por exemplo, tem grande versatilidade e pode ser empregado na fabricação de plásticos, solventes e combustíveis para transporte marítimo e aviação. Já o metano, resultante desse processo, pode ser integrado diretamente à infraestrutura existente de distribuição de gás natural, reduzindo a necessidade de fontes fósseis.

Avanços Científicos e Tecnológicos

Um consórcio internacional de pesquisadores, que inclui Liane Rossi, diretora do Programa Captura e Conversão de Carbono (CCU) do Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI) da Universidade de São Paulo (USP), analisou o progresso da hidrogenação do CO₂ em um estudo publicado na revista Science.

A pesquisa destaca a necessidade de repensar a relação da sociedade com o CO₂, enfatizando que, em vez de considerá-lo um resíduo, ele pode ser tratado como um insumo valioso. “Podemos capturar o CO₂ de fontes industriais ou até mesmo diretamente do ar e utilizá-lo como matéria-prima para combustíveis e produtos químicos”, explica Robert Wojcieszak, pesquisador do Centre national de la recherche scientifique, na França.

A conversão do CO₂ ocorre por meio de catalisadores, substâncias que aceleram reações químicas. Tradicionalmente, o metanol tem sido produzido com o uso do catalisador CuZnAl (CZA) desde a década de 1940. Contudo, essa tecnologia apresenta limitações, como a perda de eficiência ao longo do tempo devido à agregação das partículas catalíticas.

Novas Soluções para a Conversão de CO₂

Buscando superar essas barreiras, os cientistas exploram catalisadores alternativos, como aqueles à base de óxido de índio, que demonstraram eficiência superior na conversão de CO₂ em metanol. Estudos recentes indicam que esses novos catalisadores podem converter mais de 85% do CO₂ processado, com eficiência superior a 50%.

Além disso, um catalisador composto por cobre, óxido de zinco e óxido de manganês, apoiado em um suporte de KIT-6, apresentou resultados promissores ao operar a temperaturas relativamente baixas (cerca de 180°C), aumentando a viabilidade econômica e ambiental do processo.

O Futuro dos Combustíveis Sustentáveis

A conversão do CO₂ em combustíveis sintéticos, os chamados e-combustíveis, pode ser um passo fundamental para descarbonizar setores difíceis de eletrificar, como o transporte aéreo e marítimo. No entanto, desafios permanecem, incluindo a necessidade de tornar os processos mais acessíveis e a exigência de fontes renováveis de hidrogênio para viabilizar a conversão em larga escala.

Aprimoramento nas pesquisas

Os pesquisadores ressaltam que, embora os avanços sejam significativos, ainda há muito a compreender sobre o comportamento molecular dos catalisadores e os mecanismos de degradação dos sistemas atuais. A inteligência artificial e a computação quântica estão sendo exploradas para modelar e prever reações químicas de maneira mais precisa, permitindo a criação de catalisadores mais eficientes e duráveis.

O estudo também sugere que, à medida que novas tecnologias emergem, será possível criar soluções mais sustentáveis para a produção de combustíveis, reduzindo a dependência dos recursos fósseis e contribuindo para um futuro de baixo carbono.

O artigo original, intitulado “Hydrogenation of CO₂ for Sustainable Fuel and Chemical Production”, pode ser acessado em: www.science.org/doi/10.1126/science.adn9388.