Pesquisadores estudam processo de conversão de gás carbônico em combustível

Cientistas do Instituto de Química da UFRGS avaliam método de conversão eletroquímica do CO2 para produção de energia
Wellington usou líquidos iônicos para formação de um sistema capaz de diminuir a energia necessária ao processo de conversão

Segundo alerta feito por cientistas do Instituto Postam de Pesquisa sobre o Impacto Climático, da Alemanha, em um artigo publicado na revista Science Advances, a concentração de CO2 (gás carbônico) na atmosfera atingiu o maior nível dos últimos três milhões de anos, aumentando o efeito estufa no planeta. Uma pesquisa do Instituto de Química da UFRGS, no entanto, mostra que a partir do CO2 presente na atmosfera é possível gerar diferentes produtos químicos úteis, inclusive combustíveis. E isso acontece por um método chamado combustão reversa.

Processos que envolvem combustões ainda são responsáveis por grande parte da geração de energia no mundo. E, nestas reações químicas, os produtos gerados são CO2 e água. “O projeto que desenvolvi no doutorado foi basicamente pegar esse CO2 e transformar em algo útil”, explica Wellington Gonçalves, um dos realizadores da pesquisa. A intenção do processo químico estudado é utilizar o gás carbônico para produzir — novamente — combustíveis como metano, etano, entre outros. O metano é o principal constituinte do biogás, uma alternativa renovável de geração de energia elétrica.

O estudo realizado pelos pesquisadores do Instituto de Química está publicado no artigo Efficient electrocatalytic solutions CO2 reduction driven by ionic liquid buffer‐like solutions (A eficiência dos líquidos iônicos como ativadores na redução eletroquímica do dióxido de carbono), que foi capa do mês de setembro passado da revista ChemSusChem, parte da ChemPubSoc Europe. O tema do artigo é o mesmo assunto do doutorado de Wellington, finalizado em 2018 no Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais da UFRGS. O orientador do trabalho foi professor Jairton Dupont.

O conteúdo central da tese de Wellington é o método utilizado na pesquisa: a conversão eletroquímica, que fornece energia potencial para que uma reação ocorra em um sistema. O pesquisador optou pela eletroquímica por ser um processo em que as reações podem ser feitas em condições normais de temperatura e pressão. Além disso, é possível alterar os níveis de energia fornecidos ao sistema e observar os resultados a partir de cada teste, o que torna as experiências mais simples.

As etapas do processo químico

No estudo de Wellington, foram utilizados líquidos iônicos para possibilitar a formação de um sistema em equilíbrio, chamado de sistema tamponado, capaz de diminuir a energia necessária para que o processo de conversão do CO2 ocorra mesmo se utilizar eletrodos comerciais. Os líquidos iônicos são compostos orgânicos que suportam bastante energia, permitindo haver uma grande “janela de energia” para ser trabalhada nas experiências químicas. O mais importante da pesquisa é que o processo estudado possibilita a geração de combustíveis a baixo custo.

A aplicação comercial do processo ainda depende de alguns passos. Wellington explica que os custos de produção já diminuíram — um dos grandes entraves para a comercialização de qualquer produto —  mas ainda é necessário aumentar a conversão real do CO2 produzida no sistema químico. Atualmente, Wellington trabalha no seu pós-doutorado, também pela UFRGS, como bolsista da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), pesquisando os produtos líquidos gerados no processo da redução eletroquímica. No projeto do doutorado, foram analisados apenas os resultados gasosos da operação. Agora no pós-doutorado, portanto, o pesquisador busca desvendar outras partes do experimento que não foram aprofundadas antes.

Wellington acrescenta que sua área de pesquisa faz parte da chamada química verde. É um ramo da química relacionado ao meio ambiente e ao desenvolvimento de processos químicos sustentáveis que buscam a redução de substâncias perigosas, como é definida pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC).

 

 

Leia também: