O dióxido de carbono, principal responsável pelas mudanças climáticas, tem sido um foco central de pesquisa para aproveitamento e conversão. Um novo estudo liderado pelo pesquisador Shengding Cao, da Escola de Engenharia Smith, abriu novas perspectivas para a aplicação prática de tecnologias de conversão de carbono, com potencial para redefinir o desenho de sistemas futuros de conversão de carbono. A pesquisa concentrou-se em resolver o problema central da estabilidade dos catalisadores durante o processo de conversão.

No processo de conversão de carbono em hidrocarbonetos, os catalisadores desempenham um papel fundamental na transformação do dióxido de carbono em combustíveis e materiais sustentáveis. Materiais à base de cobre têm recebido atenção especial por sua eficiência na conversão de CO₂ em metano e em matérias-primas para geração de energia. No entanto, as alterações significativas dos catalisadores de cobre durante a conversão têm sido um obstáculo para operação contínua a longo prazo.

A equipe do Dr. Dinh desenvolveu um método inovador que permite a síntese dinâmica e a regeneração de catalisadores de cobre em reações eletroquímicas, garantindo sua formação e restauração in situ dentro do sistema. Os resultados, publicados na Nature Energy, apresentam uma abordagem inédita de controle do estado do catalisador por sinais elétricos. "Os ciclos repetidos asseguram a seletividade e a estabilidade a longo prazo do catalisador, tornando este um dos sistemas de conversão de carbono mais estáveis atualmente", afirmou o Dr. Dinh.

Enquanto sistemas tradicionais de conversão de carbono precisam operar continuamente para evitar a degradação do catalisador, o novo sistema permite que o catalisador retorne ao estado precursor quando a reação é interrompida, gerando rapidamente um novo catalisador ao reiniciar. Essa estabilidade em operação intermitente possibilita a integração de sistemas de conversão de carbono com fontes renováveis intermitentes, como solar e eólica. "A alta densidade energética do metano e sua compatibilidade com a infraestrutura existente de gás natural o tornam uma escolha ideal para soluções energéticas em larga escala", comentou o doutorando Guorui Gao.

O estudo contou com a colaboração de instituições do Canadá, Estados Unidos, Brasil, Espanha e Austrália. Futuramente, o laboratório do Dr. Dinh pretende explorar processos para produção de etileno, etanol e outros produtos, além de ampliar a escala tecnológica, contribuindo para um futuro energético sustentável.