O avanço das mudanças climáticas têm acelerado algumas pesquisas científicas, incluindo soluções de engenharia para combater o aquecimento global. Sem dúvidas, um dos maiores desafios enfrentados é a captura e conversão de dióxido de carbono, um dos principais gases de efeito estufa.

Pensando nisso, uma equipe do Massachusetts Institute of Technology (MIT) desenvolveu um design de eletrodo que promete tornar a conversão de CO2 em produtos úteis, como combustível e plástico. Continue lendo este artigo do Engenharia 360 para saber mais sobre essa história de inovação!

A urgência da transformação do CO2

Como explicado no início deste texto, a concentração crescente de gases de efeito estufa, como o dióxido de carbono, intensifica as mudanças climáticas. Isso tem exigido soluções criativas da engenharia para mitigar esses impactos.

A saber, o CO2 é um subproduto natural da combustão de combustíveis fósseis e de várias atividades, como a construção civil. E não é que a engenharia não consegue capturar e reutilizar esse gás, a questão é como tornar isso eficiente e econômico. Já se sabe que alguns produtos químicos podem ajudar nessa difícil tarefa, e até criar uma nova fonte de matérias-primas para a indústria. Um exemplo é o etileno, muito utilizado na produção de combustíveis e plásticos.

A solução elegante apresentada pelo MIT

Em princípio, o etileno seria derivado do petróleo, obtido através de um processo de aquecimento e quebra das moléculas. Porém, de acordo com pesquisadores do MIT, seria possível produzir o material também de CO2, e a um custo de menos de US$ 1000 por tonelada. Essa alternativa tornaria a indústria menos dependente de combustíveis fósseis.

Estamos falando de transformar gás nocivo em matéria-prima útil, com possibilidade de aplicação em grande escala para diversos produtos industriais.

Como funciona

Para a conversão de Co2 em etileno, a equipe do MIT utilizou um novo design de eletrodo. O mesmo é baseado em um material conhecido como PTFE (Teflon), que combina hidrofobicidade e condutividade graças à integração de fios de cobre. Claro que foi preciso justamente equilibrar essas propriedades da forma correta para garantir a eficiência do eletrodo e ainda a escalabilidade da tecnologia.

A saber, o PTFE oferece resistência à água, prevenindo infiltrações que poderiam prejudicar a eficiência da reação. E os fios de cobre “costurados” no material criam algo como “supervias” para as passagens dos elétrons, reduzindo as perdas de energia.

Modelagem e otimização

Para otimizar ainda mais o desempenho dos eletrodos, os pesquisadores desenvolveram um modelo que leva em conta as perdas ôhmicas e a distribuição espacial da tensão e dos produtos gerados durante a reação. Essa modelagem permitiu determinar o espaçamento ideal entre os fios condutores para maximizar a eficiência.

Ao dividir o material em subseções menores com base no espaçamento dos fios, os cientistas conseguiram criar um sistema onde cada seção funciona como um pequeno eletrodo eficaz.

Os resultados promissores obtidos em testes

Os pesquisadores do MIT realizaram os primeiros experimentos com o novo design de eletrodo para transformação de CO2 em etileno em pequenas amostras - dimensões inferiores a 2,5 cm². Em cada fase foi possível aumentar a escala, confirmando a possibilidade da aplicação da solução em escala industrial e a viabilidade para aplicações reais. Também foram avaliadas as condições de condutividade e produção de subprodutos.

Deu certo! A eficiência foi mantida! Parece que o sistema funcionou de forma contínua por 75 horas sem perda de desempenho.

Agora a ideia do MIT é adaptar essa abordagem para produzir outros produtos valiosos, como metano (utilizado como combustível), metanol (importante para a indústria química) e monóxido de carbono (matéria-prima para diversos processos industriais). A inovação também pode ser aplicada a diferentes tipos de catalisadores, aumentando a versatilidade da tecnologia.

Impacto ambiental

Alguns especialistas afirmam que essa tecnologia do MIT pode ajudar a reduzir as emissões de carbono no mundo e ainda criar um modelo de economia circular mais sustentável.

Existe uma perspectiva de conversão de gigatoneladas de CO2 em produtos úteis. Pense no impacto disso no planeta! Podemos finalmente estar diante de uma abordagem promissora no enfrentamento das mudanças climáticas.

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Fontes: CNN Brasil, Nature.

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Eduardo Mikail

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