A ameaça do aquecimento global persiste, colocando em risco tanto a sociedade humana quanto os sistemas ecológicos. O dióxido de carbono é o principal contribuinte para os gases de efeito estufa responsáveis por impulsionar as mudanças climáticas. Para combater isso e atingir a neutralidade de carbono, os pesquisadores desenvolveram um sistema de eletrorredução para combater a pegada de carbono. Este dispositivo converterá efetivamente CO2 em etileno para usos industriais.
Pesquisadores da Universidade Politécnica de Hong Kong (PolyU) criaram um sistema duradouro, excepcionalmente inteligente e energeticamente eficiente para a eletroredução de dióxido de carbono (CO2). Este sistema pode transformar o CO2 em etileno de forma eficiente para uso industrial, oferecendo uma solução potente para a redução das emissões de CO2. O projeto da PolyU destaca-se como uma colaboração notável, reunindo pesquisadores da Universidade de Oxford , do Centro Nacional de Pesquisa em Radiação Síncrotron de Taiwan e da Universidade de Jiangsu.
Sob a orientação do Prof. Daniel Lau, a equipe de pesquisa iniciou a abordagem de redução eletrocatalítica de CO2. O Prof. Lau é um renomado especialista em nanomateriais e chefe do Departamento de Física Aplicada. Ao aproveitar a eletricidade sustentável, eles podem efetivamente transformar dióxido de carbono em etileno. Isso oferece um método significativamente mais ecológico e estável para a produção de etileno. Essa tecnologia está quase pronta para produção em massa. Ela tem o potencial de revolucionar a indústria fechando o ciclo de carbono e alcançando a neutralidade de carbono.
“Trabalharemos em melhorias adicionais para aumentar a seletividade do produto e buscaremos oportunidades de colaboração com a indústria. É evidente que este projeto de célula APMA sustenta uma transição para a produção verde de etileno e outros produtos químicos valiosos, podendo contribuir para a redução das emissões de carbono e para o alcance da meta de neutralidade de carbono”, afirmou o Prof. Daniel Lau.
O etileno (C2H4) é um composto químico muito procurado em todo o mundo, utilizado principalmente na produção de polímeros como o polietileno. Esses polímeros são a base de inúmeros produtos plásticos e fibras químicas essenciais para o nosso dia a dia. No entanto, como sua produção é derivada principalmente de produtos petroquímicos, ela gera uma grande pegada de carbono .
Sobre o Processo
A abordagem inovadora do Professor Lau elimina a necessidade de eletrólitos de metais alcalinos, utilizando água pura como anólito livre de metais. Isso previne ainda a formação de carbonatos e a deposição de sais. O sistema APMA consiste nos seguintes componentes:
- Uma membrana de troca aniônica (MEA)
- Uma membrana de troca de prótons (PEM)
- Montagem de membrana resultante (MA)
Uma pilha de células sem metais alcalinos, composta por APMA e um eletrocatalisador de cobre, foi desenvolvida com sucesso para produzir etileno com uma especificidade notável de 50% . Além disso, demonstrou uma impressionante vida útil operacional de mais de 1,000 horas com uma corrente de nível industrial de 10 A, o que representa um avanço substancial em comparação com os sistemas existentes e permite uma expansão perfeita para escala industrial.
Pesquisadores desenvolveram um sistema de eletroredução altamente eficiente para reduzir a pegada de carbono , que inclui um elemento crucial: um eletrocatalisador especializado. O cobre é conhecido por sua capacidade de catalisar diversas reações na indústria química. No entanto, o catalisador utilizado pela equipe de pesquisa possui várias características notáveis.
As incontáveis esferas de cobre em nanoescala possuem superfícies intrincadamente texturizadas, consistindo de degraus, falhas de empilhamento e limites de grãos. Esses defeitos, em contraste com uma estrutura de metal ideal, criam um ambiente vantajoso para a reação prosperar.
Outras conquistas
Testes adicionais revelaram que a supressão da formação de carbonatos e sais foi alcançada de forma eficaz. Além disso, não houve perda de CO2 nem de eletrólitos durante o processo. Isso é importante porque, em processos anteriores, alguns eletrólitos eram perdidos pela difusão de íons de metais alcalinos do anólito. Isso ocorria porque utilizavam membranas bipolares em vez de APMA. Ademais, o problema da produção de hidrogênio em excesso em relação ao etileno foi significativamente reduzido . Esse problema afetava consideravelmente os sistemas anteriores que operavam em ambientes catódicos ácidos.
Como os pesquisadores desenvolveram um sistema de eletrorredução para combater a pegada de carbono, espera-se que sua produção em larga escala comece em breve. De acordo com os pesquisadores, isso controlará a emissão industrial de forma mais eficaz.
Fonte : PolyU desenvolve sistema de eletroredução de dióxido de carbono de alta eficiência
