De acordo com pt.wedoany.com-Uma equipe de pesquisa do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) — composta pelo estudante de pós-graduação em Engenharia Química Fang-Yu Kuo, pelo estudante de pós-graduação em Engenharia Mecânica (MechE) Gi Hyun Byun, pela professora de Engenharia Mecânica Betar Gallant, e pelos ex-pesquisadores de pós-doutorado do MCSC Glen Junor e Akachukwu Obi — avançou na captura eletroquímica de dióxido de carbono (EMCC), explorando um novo adsorvente como alternativa ao tradicional processo de lavagem com aminas, que consome muita energia. A pesquisa, apoiada pela Aliança do MIT para Clima e Sustentabilidade (MCSC), foi publicada na revista Nature Energy.
Como uma das principais estratégias para combater as mudanças climáticas, a tecnologia de captura de carbono ainda enfrenta gargalos técnicos, como alto consumo de energia e custos elevados. O processo tradicional de lavagem com aminas é o padrão atual para separar CO₂, mas seu alto consumo energético limita a aplicação em larga escala e não atende à necessidade urgente de converter CO₂ em produtos de alto valor. A equipe do MIT, portanto, concentrou-se na alternativa de captura eletroquímica de CO₂ (EMCC). A EMCC permite a separação eletrificada alimentada por energia renovável, mas seus adsorventes atuais geralmente exigem potenciais de redução elevados, o que pode desencadear reações secundárias de redução de oxigênio, afetando a eficiência do sistema e a estabilidade operacional de longo prazo.
Para superar essa limitação, a equipe investigou sistematicamente a viabilidade de N-heterociclos imínicos (NHIs) como novos adsorventes para EMCC. Fang-Yu Kuo afirmou que as moléculas de NHI são relativamente fáceis de modificar, permitindo ajustar sua basicidade, e têm mostrado potencial para capturar CO₂ nos últimos anos. Este trabalho introduziu os NHIs pela primeira vez no campo da EMCC e confirmou que adsorventes baseados em NHI podem utilizar um mecanismo de separação único para alcançar controle eletroquímico, evitando a aplicação de altos potenciais de redução.
Em estudos preliminares, a equipe construiu uma nova estrutura de bis(NHI), que demonstrou capacidade teórica de modular duas moléculas de CO₂ por elétron durante a operação da bateria. Os resultados experimentais também mostraram que, ao aprimorar a afinidade de ligação ao CO₂ da estrutura bis(NHI) por meio de engenharia molecular adicional, o material pode operar em uma gama mais ampla de ambientes eletrolíticos, abrindo novos caminhos para otimizar o desempenho do sistema em termos de eficiência eletrônica, eficiência energética e flexibilidade operacional. Fang-Yu Kuo destacou que uma das principais direções futuras é compreender profundamente a estabilidade dos cátions radicais bis(NHI) e os mecanismos de degradação. Esse conhecimento fornecerá a base para o design racional de moléculas bis(NHI) de próxima geração, ajudando a prolongar a vida útil operacional e aumentar a durabilidade cíclica em aplicações práticas.
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