A conversão de carbono residual em produtos úteis é uma etapa essencial da manufatura sustentável. A reciclagem de dióxido de carbono (CO₂) gera monóxido de carbono (CO), mas os dispositivos de conversão atuais utilizam membranas de troca aniônica que se degradam facilmente ao entrar em contato com compostos orgânicos, resultando em queda de eficiência.
Uma equipe liderada pela professora Jiao Feng, da Escola de Engenharia McKelvey da Universidade Washington em St. Louis, descobriu que diafragmas porosos podem servir como uma alternativa viável às membranas de troca aniônica no processo de conversão de monóxido de carbono. Os resultados do estudo foram publicados em 26 de setembro na revista Nature Communications. A equipe de pesquisa testou diversos materiais de diafragma e descobriu que alguns apresentaram desempenho igual ou superior ao das membranas comerciais à base de polímeros sob condições operacionais. Os diafragmas não apenas evitam de forma eficaz a mistura de produtos gasosos do cátodo e do ânodo, como também são feitos de materiais de baixo custo.
O eletrolisador de monóxido de carbono desenvolvido no laboratório da professora Feng, baseado em diafragmas e utilizando Zirfon (um produto de diafragma contendo dióxido de zircônio), manteve eficiência por mais de 250 horas a 60 °C, superando amplamente as 150 horas das membranas comerciais. Um eletrolisador ampliado com Zirfon operou de forma ainda mais estável por 700 horas, demonstrando potencial para escalonamento industrial. As pesquisadoras Wanyu Deng (pós-doutoranda) e Siyang Xing (doutoranda), primeiras autoras do artigo, destacaram:“O material do diafragma, ao inibir reações cruzadas, melhora significativamente a estabilidade a longo prazo do eletrolisador.”
“Esses resultados mostram que o diafragma pode ser uma solução escalável e duradoura para a conversão de monóxido de carbono”, afirmou a professora Feng, que também é diretora do Centro de Gestão de Carbono. “Seu baixo custo e a forte compatibilidade com fontes de energia renovável podem acelerar a transformação dos sistemas de manufatura rumo à circularidade e à sustentabilidade.”A equipe planeja continuar otimizando a tecnologia de eletrólise, buscando aumentar a eficiência da conversão de gases residuais e reduzir os custos gerais do processo.
