Um estudo recente liderado pela equipe do Professor Karlsten Streeb, do Departamento de Química da Universidade Johannes Gutenberg (JGU), desenvolveu com sucesso um novo método para a extração eficiente de formiato e hidrogênio a partir do glicerol, um resíduo industrial. Este método, baseado em um processo eletroquímico, é alimentado por eletricidade sustentável e não produz emissões de dióxido de carbono, oferecendo uma nova via para a indústria química verde. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Advanced Energy Materials.
O princípio fundamental deste método é o aprimoramento da tecnologia tradicional de eletrólise da água, por meio da introdução de uma estratégia de "eletrólise híbrida", utilizando glicerol como matéria-prima, além da água. O glicerol é um importante subproduto da produção de biodiesel e geralmente é considerado um resíduo. Durante a eletrólise, a energia elétrica é utilizada para decompor simultaneamente a água e o glicerol, gerando hidrogênio e formiato (sais do ácido fórmico), em vez do oxigênio produzido na eletrólise tradicional da água. Quimicamente, as moléculas de glicerol possuem um esqueleto de três carbonos; por meio da eletrólise, elas são decompostas em formiato, que contém apenas um átomo de carbono. Essa transformação permite a utilização eficiente dos recursos de carbono. Se todo o processo utilizar eletricidade verde, a produção se torna completamente neutra em carbono, um contraste marcante com os métodos tradicionais de produção de formiato que dependem do petróleo (e que geram emissões significativas de carbono).
O principal avanço desta pesquisa reside no desenvolvimento de um novo catalisador que integra cobre e paládio em escala molecular. O Professor Streeb destaca que a equipe não apenas sintetizou com sucesso esse catalisador, como também obteve um profundo conhecimento de seu mecanismo de ação por meio de análises experimentais e teóricas, estabelecendo as bases para a otimização do desempenho. Esses conhecimentos teóricos foram obtidos por meio de pesquisa colaborativa com a Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia de Taiwan. O design do catalisador permite a eletrólise eficiente do glicerol em condições brandas, gerando seletivamente formiato e hidrogênio, evitando reações secundárias. Atualmente, a equipe trabalha para aprimorar ainda mais a eficiência catalítica e explorar a substituição do caro paládio por metais abundantes nas reservas da Terra, a fim de reduzir custos e promover aplicações práticas.
A importância desta pesquisa reside em fornecer uma solução viável para a eletrificação e descarbonização da indústria química. O professor Streeb enfatiza que esse método tem o potencial de impulsionar a comercialização em larga escala, permitindo que a produção química, antes dependente de petróleo ou gás natural, passe a utilizar eletricidade sustentável, reduzindo significativamente as emissões de carbono industriais. Olhando para o futuro, a equipe planeja expandir a cadeia de aplicações dessa tecnologia, por exemplo, convertendo formiato em metanol, que tem alta demanda, por meio de eletrólise de redução secundária, aumentando ainda mais o valor da reciclagem de recursos. Essa pesquisa não só permite a utilização de resíduos de alto valor agregado, como também abre novos caminhos para a produção verde de vetores energéticos limpos (como o hidrogênio) e matérias-primas químicas, alinhando-se às necessidades estratégicas do desenvolvimento sustentável global.
