Tecnologia Fotocatalítica Realiza Conversão Simultânea de Plásticos de Resíduos e Dióxido de Carbono

De acordo com pt.wedoany.com-Pesquisadores otimizaram recentemente a tecnologia fotocatalítica e conseguiram utilizar energia solar para conduzir reações de oxidação e redução, convertendo simultaneamente plásticos de poliéster descartados e dióxido de carbono (CO2) em produtos químicos de alto valor. Esta abordagem tecnológica, através da introdução de engenharia de dopagem e construção de heteroestruturas, ajustou a estrutura das bandas de energia do catalisador, permitindo a recuperação e utilização de recursos de carbono dos plásticos em condições ambientais, oferecendo uma solução alternativa de baixo carbono para a gestão tradicional de resíduos.

O processo fotocatalítico baseia-se em catalisadores como sulfeto de cádmio, dióxido de titânio e carbonitretos de fase grafítica, que sob luz geram pares elétron-lacuna. Os elétrons gerados podem ser usados para a divisão da água ou para a redução do dióxido de carbono na produção de combustíveis, enquanto as lacunas de elétrons são diretamente aplicadas no processamento de valorização dos plásticos. Em processos fotooxidativos específicos, o poliéster descartado pode substituir os reagentes sacrificiais tradicionais da fotossíntese artificial, eliminando assim a dependência de aditivos de alto custo.

Para melhorar a eficiência de conversão, a equipe técnica adotou uma estratégia de dopagem de elementos, introduzindo átomos de cobre na rede cristalina do oxibrometo de bismuto através de um método solvotérmico de uma só panela, reduzindo efetivamente a largura da banda proibida do material. Além disso, utilizando esquemas de construção de heteroestruturas do tipo II, tipo Z e tipo S, foram modificados precisamente os potenciais de oxidação e redução do fotocatalisador. Dados de pesquisa indicam que a engenharia de defeitos de vacâncias de oxigênio pode aumentar significativamente a capacidade de adsorção do material para o dióxido de carbono.

Para superar a limitação atual de que a luz ultravioleta representa apenas cerca de 5% da energia solar, a direção de pesquisa e desenvolvimento está se voltando para o desenvolvimento de catalisadores responsivos à luz infravermelha próxima. Através de inteligência artificial e tecnologias de simulação, os pesquisadores podem prever o comportamento de catalisadores desconhecidos antes da experimentação, encurtando o ciclo de desenvolvimento. No futuro, este processo integrará sistemas em série de eletrocatálise, termocatálise e biocatálise, acelerando ainda mais o processo de reforma do poliéster e promovendo a aplicação industrial sob uma economia circular.