Uma equipe de pesquisa da Universidade Estadual de Washington desenvolveu um novo tipo de catalisador capaz de converter eficientemente etanol renovável em moléculas valiosas usadas na fabricação de plásticos, combustíveis e produtos de consumo diário. Essa conquista tem o potencial de impulsionar o uso de fontes de energia renováveis para substituir produtos químicos derivados do petróleo na produção de bens comuns. Os pesquisadores, liderados pelo professor Regents Yong Wang e incluindo membros do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico, relataram seu trabalho na revista Chem Catalysis.

A indústria química moderna depende de combustíveis fósseis para produzir itens cotidianos como plásticos, náilon e combustíveis. O etanol, produzido pela fermentação de culturas, é um recurso abundante que oferece uma matéria-prima alternativa potencial. No entanto, o processo de conversão do etanol é frequentemente limitado pela ineficiência dos catalisadores, e os métodos tradicionais podem desencadear reações competitivas, levando ao desperdício de carbono e à redução da eficiência geral.

Vannessa Caballero, co-primeira autora do artigo e doutoranda graduada da Escola de Engenharia Química e Bioengenharia Gene e Linda Voiland, disse: "Atualmente, a indústria depende de petroquímicos, mas há uma necessidade futura de mudar para recursos renováveis. Este tipo de trabalho nos ajuda a entender e aplicar melhor essas fontes de energia renováveis."

Os pesquisadores melhoraram significativamente o processo de conversão do etanol, posicionando átomos isolados do metal de terras raras cério nos minúsculos poros de uma zeólita. O co-primeiro autor e pesquisador de pós-doutorado da Escola Voiland, Wenda Hu, observou: "Fazer um bom catalisador não é difícil, mas torná-lo econômico e robusto em um reator real – isso é muito desafiador. Controlar a seletividade é extremamente difícil."

Hu explicou que quando os átomos de cério se aglomeram, "a reação sai dos trilhos", produzindo subprodutos indesejados. Os poros da zeólita isolam os átomos individuais de cério como uma prisão, promovendo o processo de remoção de oxigênio e maximizando a produção de isobuteno – um produto químico versátil usado em vários produtos.

"Converter biomassa em produtos químicos úteis é muito importante", disse Hu. "Neste trabalho, descobrimos que se construirmos a zeólita e então colocarmos os átomos precisamente dentro deste material poroso, podemos obter uma produção muito seletiva e estável deste produto químico útil – o isobuteno – a partir de produtos químicos derivados da biomassa. Esta descoberta mostra que o tamanho e a localização dos átomos dentro do catalisador podem determinar o destino de cada etapa da reação."

A equipe de pesquisa continua a aprimorar o desempenho do catalisador, explorando a combinação do cério com outros metais para otimizar a reação. Caballero acrescentou: "Existem alguns átomos promissores e bem isolados que talvez possamos direcionar para aumentar a atividade durante o processo de reação." O professor Yong Wang concluiu: "Ao aproveitar o controle a nível atômico para orientar essas reações complexas, podemos fornecer soluções economicamente viáveis para a produção de produtos químicos a partir de matérias-primas não fósseis."

Detalhes da publicação: Autora: Tina Hilding, Universidade Estadual de Washington; Título: Carefully controlled atoms make renewables more viable for plastics and fuels production; Publicado em: Chem Catalysis (2026).