Cientistas chineses criaram um novo catalisador baseado em nanopartículas de ferro, capaz de "para sempre" converter dióxido de carbono comum e hidrogênio em uma mistura de hidrocarbonetos, semelhante à gasolina, de acordo com um artigo publicado na revista Nature Communications.
“Nos últimos 200 anos, carvão, petróleo e gás foram os principais motores de nossa civilização, a base de seu desenvolvimento econômico e social. A combustão de combustível levou à liberação de uma grande quantidade de CO2 na atmosfera, o que hoje está causando mudanças climáticas negativas. Converter o CO2 em combustíveis e produtos químicos não só nos ajudará a combater o aquecimento, mas também a resolver o problema do esgotamento de recursos”, disse Jian Sun, do Instituto de Física Química em Dalian, China, e seus colegas.
Nos últimos anos, os cientistas têm tentado ativamente encontrar uma maneira de converter o CO2 atmosférico em biocombustíveis e outras substâncias úteis. Por exemplo, em julho passado, físicos em Chicago projetaram uma célula solar que usa a energia da luz para quebrar o CO2 e produzir monóxido de carbono e hidrogênio, e em outubro seus colegas do Oak Ridge National Laboratory criaram um catalisador que converte dióxido de carbono em álcool normal.
Em princípio, ambos já podem ser usados para armazenamento de energia, mas esses catalisadores têm duas desvantagens principais. Eles falham rapidamente e exigem limpeza após várias dezenas de horas de operação e também liberam muitos subprodutos.
Sun e sua equipe resolveram ambos os problemas - seu catalisador converte praticamente todo o dióxido de carbono em hidrocarbonetos que formam a base da gasolina e outros combustíveis de alta octanagem, enquanto operam pelo menos 1000 horas (um mês e meio) em condições industriais "normais".
É composto por dois componentes - nanopartículas de um composto de óxido de ferro e sódio, além das chamadas zeólitas. Os zeólitos são nanopartículas ocas de silicato de alumínio, amplamente usados hoje para purificação de água e para "empacotar" vários catalisadores, cuja entrada de moléculas nos zeólitos altera visivelmente suas propriedades e muitas vezes os faz se comportar muito mais ativamente do que na forma livre.
Como observam os cientistas, cada componente desempenha um papel diferente neste caso - nanopartículas de ferro "quebram" as moléculas de dióxido de carbono e forçam-nas a se combinar com os átomos de hidrogênio, e os zeólitos e seus recheios contribuem para a unificação desses "produtos semi-acabados" em longas cadeias de hidrocarbonetos.
A combinação desses componentes, segundo químicos chineses, permite alcançar a verdadeira "eternidade" desse catalisador. Sua eficácia, como notado pelos cientistas, diminuiu apenas 6% nas primeiras 300 horas de operação e depois não mudou, o que indica que é estável e permanecerá nesta forma por muito mais tempo do que 1000 horas. Além disso, 96% do dióxido de carbono é convertido em um análogo da gasolina e apenas 4% do CO2 é convertido em metano.
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Além disso, o "buquê" de hidrocarbonetos pode ser alterado de forma flexível, aumentando ou diminuindo a proporção de hidrogênio e CO2 na mistura e variando o tipo de zeólita que é usado como "embalagem" para nanopartículas de ferro. Ao usar painéis solares como fonte de energia para aquecer essa mistura de gases e bombeá-la por meio de um catalisador, é possível armazenar energia solar de maneira eficiente e econômica na forma de um combustível comum para todos, sem causar danos ao meio ambiente, concluem Sun e seus colegas.
