Fogões domésticos, lareiras e instalações industriais liberam dióxido de carbono na atmosfera, causando poluição. Para solucionar esse problema, cientistas relatam na ACS Energy Communications o desenvolvimento de um novo eletrodo capaz de capturar diretamente o dióxido de carbono do ar e convertê-lo em um composto químico chamado ácido fórmico. Em testes, o sistema apresentou desempenho superior às tecnologias de eletrodos existentes, tanto em ambientes simulados de gases de combustão quanto em níveis de dióxido de carbono próximos aos da atmosfera.
Wonyong Choi, um dos autores correspondentes do estudo, explicou: “Este trabalho demonstra que a captura e a conversão de carbono não precisam ser vistas como etapas separadas. Ao integrar ambas as funções em um único eletrodo, demonstramos um caminho mais simples para a utilização do dióxido de carbono em condições gasosas reais.”
Extrair dióxido de carbono do ar parece simples; as plantas conseguem fazer isso naturalmente. O maior desafio reside na conversão do gás capturado em uma substância útil, o que é crucial para a ampla adoção da tecnologia de captura de carbono. Em gases residuais industriais reais, o dióxido de carbono geralmente está misturado com outros gases, como nitrogênio e oxigênio. A maioria dos sistemas de conversão existentes só funciona eficientemente quando o dióxido de carbono é separado e concentrado, o que limita sua praticidade.
Para superar esse obstáculo, Donglai Pan, Myoung Hwan Oh, Wonyong Choi e seus colegas propuseram-se a construir um sistema capaz de operar em condições reais. Seu objetivo era criar um dispositivo que pudesse processar gases de combustão reais e converter a pequena quantidade de dióxido de carbono capturada em um produto valioso.
A equipe de pesquisa projetou um eletrodo que permite a passagem do gás enquanto captura e converte o dióxido de carbono simultaneamente. O dispositivo consiste em uma estrutura de três camadas: uma camada de material de captura de dióxido de carbono, uma camada de papel carbono permeável e uma camada de catalisador de óxido de estanho. Esses componentes trabalham juntos para realizar a conversão direta do dióxido de carbono em ácido fórmico.
O ácido fórmico é um importante composto químico com uma ampla gama de aplicações, incluindo em células a combustível e outros processos industriais. Produzir ácido fórmico diretamente a partir de gases residuais pode tornar a reutilização de carbono mais prática e econômica.
Em testes com dióxido de carbono puro, o novo eletrodo apresentou uma eficiência aproximadamente 40% maior do que os eletrodos de conversão de carbono existentes, em condições laboratoriais semelhantes. Essa vantagem foi ainda mais evidente quando os pesquisadores utilizaram gás de combustão simulado contendo 15% de dióxido de carbono, 8% de oxigênio e 77% de nitrogênio. Nessas condições, o novo sistema produziu consistentemente grandes quantidades de ácido fórmico, enquanto outras tecnologias apresentaram rendimentos muito baixos.
O eletrodo também demonstrou capacidade de capturar dióxido de carbono em concentrações similares às encontradas na atmosfera, indicando sua capacidade de operar em ar ambiente. Os pesquisadores acreditam que esse método oferece um caminho promissor para a integração da captura de carbono em aplicações industriais práticas. Eles também observam que projetos semelhantes poderiam ser aplicados no futuro para capturar e converter outros gases de efeito estufa, incluindo o metano.
