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Meio ambiente

CO2 é convertido instantaneamente em carbono sólido, pronto para reúso

Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/01/2022

Tecnologia de descarbonização converte instantaneamente CO2 em carbono sólido
Protótipo de demonstração, com a coluna de metal líquido inserida dentro de um aquecedor. À direita, a coluna já preenchida com o carbono sólido.
[Imagem: RMIT University]

Carvão de CO2

Pesquisadores australianos desenvolveram uma nova maneira de capturar dióxido de carbono (CO2) e convertê-lo em carbono sólido, eliminando um dos maiores problemas das tecnologias de sequestro e armazenamento de carbono.

Além disso, tecnologia de conversão direta do CO2 de gás para sólido foi projetada para ser integrada aos processos industriais existentes, já de olho na descarbonização das indústrias pesadas.

A descarbonização é um desafio técnico imenso para indústrias como as de cimento e aço, que não só consomem muita energia, mas também emitem diretamente CO2 na atmosfera como parte do seu processo de produção.

Metal líquido

A nova tecnologia oferece um caminho para converter instantaneamente o dióxido de carbono, à medida que ele é produzido, e bloqueá-lo permanentemente em estado sólido, mantendo o gás de efeito estufa fora da atmosfera.

O trabalho se baseou em uma abordagem experimental anterior da mesma equipe, que usou um metal líquido como catalisador.

"Nosso novo método ainda aproveita o poder dos metais líquidos, mas o design foi modificado para uma integração mais suave em processos industriais padrão," disse o professor, Torben Daeneke, da Universidade RMIT. "Além de ser mais simples de escalonar, a nova tecnologia é radicalmente mais eficiente e pode decompor o CO2 em carbono em um instante."

Tecnologia de descarbonização converte instantaneamente CO2 em carbono sólido
O princípio é simples, permitindo que o processo use o gás que sairia pelas chaminés da indústria.
[Imagem: Karma Zuraiqi et al. - 10.1039/d1ee03283f]

Conversão de CO2 de gás para sólido

A técnica funciona dentro de uma coluna, na qual o metal líquido é inicialmente mantido em uma temperatura entre 100 e 120 ºC.

O dióxido de carbono é injetado na parte de baixo da coluna, subindo pelo metal líquido como bolhas em uma taça de champanhe.

À medida que as bolhas se movem através do metal líquido, a molécula do gás se divide, formando flocos de carbono sólido, em uma reação química que leva apenas uma fração de segundo.

"É a extraordinária velocidade da reação química que alcançamos que torna nossa tecnologia comercialmente viável, onde tantas abordagens alternativas têm tido problemas," disse o professor Ken Chiang.

Uso industrial

A próxima etapa da pesquisa será ampliar a prova de conceito, em escala de laboratório, para um protótipo modular do tamanho de um contêiner. Para isso, a equipe já atraiu a atenção de um parceiro industrial, que pretende usar o processo na fabricação de cimento.

A equipe também está investigando possíveis aplicações para o carbono convertido, sobretudo em materiais de construção.

"Idealmente, o carbono que produzimos poderia ser transformado em um produto de valor agregado, contribuindo para a economia circular e permitindo que a tecnologia de captura e armazenamento de carbono se pague ao longo do tempo," disse Daeneke.

Bibliografia:

Artigo: Direct Conversion of CO2 to Solid Carbon by Liquid Metals
Autores: Karma Zuraiqi, Ali Zavabeti, Jonathan Clarke-Hannaford, Billy James Murdoch, Kalpit Shah, Michelle J. S. Spencer, Chris F. McConville, Torben Daeneke, Ken Chiang
Revista: Energy & Environmental Science
DOI: 10.1039/d1ee03283f
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