Reatores industrialmente viáveis transformam CO2 em produtos químicos valiosos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/10/2022

À esquerda, esquema mostrando os principais componentes do reator. À direita, um protótipo de demonstração dos reatores comerciais.
[Imagem: Zhongwei Chen/University of Waterloo]

De gás indesejado a gás valioso

Uma nova tecnologia pode tirar dos laboratórios a ideia de converter o dióxido de carbono (CO₂) que seria liberado no ambiente em combustíveis e outros produtos químicos valiosos.

Já existem inúmeras demonstrações desse tipo, mas poucas com potencial para chegar à escala industrial.

O novo sistema, por sua vez, produz 10 vezes mais monóxido de carbono (CO) - que pode ser usado para produzir etanol, metano e outras substâncias com valor de mercado - do que as tecnologias existentes em pequena escala, ainda limitadas a testes de laboratório.

As células individuais também podem ser empilhadas para formar reatores de qualquer tamanho, tornando a tecnologia uma solução economicamente viável, que pode ser instalada no local, por exemplo, em fábricas e usinas com emissões de CO₂.

"Esta é uma ponte crítica para conectar a tecnologia de laboratório de CO₂ às aplicações industriais. Sem ela, é muito difícil que as tecnologias baseadas em materiais sejam usadas comercialmente, porque são muito caras," disse o professor Zhongwei Chen, da Universidade de Waterloo, no Canadá.

Os protótipos são pequenos, mas podem ser fabricados em dimensões industriais.
[Imagem: Guobin Wen et al. - 10.1038/s41560-022-01130-6]

Eletrolisador comercialmente viável

O sistema consiste em dispositivos conhecidos como eletrolisadores, que convertem CO₂ (dióxido de carbono), um dos principais gases de efeito estufa produzido pela queima de combustíveis fósseis, em CO (monóxido de carbono), usando água e eletricidade.

A novidade está nos novos eletrodos projetados pela equipe e no uso de um novo tipo de eletrólito líquido, que fica saturado com CO₂ e, assim, é forçado a fluir através dos eletrolisadores, convertendo dióxido de carbono em monóxido de carbono por meio de uma reação eletroquímica.

Os eletrolisadores construídos pela equipe são células de 20 por 20 centímetros, o que é muitas vezes maior que os dispositivos existentes. Embora ainda pareçam pequenos para uma aplicação industrial, eles podem ser fabricados em tamanhos maiores, e então empilhados e configurados em reatores de qualquer tamanho.

"Este é um modelo completamente novo para um reator de CO₂," disse Chen. "Ele torna todo o processo economicamente viável para industrialização e pode ser customizado para atender a requisitos específicos."

Os pesquisadores vislumbram a colocação de reatores em usinas e fábricas, do tamanho de uma casa ou maiores, que seriam alimentados diretamente com as emissões de CO₂ que hoje são liberadas na atmosfera, gerando matérias-primas valiosas e ainda eliminando a necessidade de capturar e coletar o CO₂.

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