Pesquisadores desenvolveram o sistema de captura de carbono mais rápido do mundo, 99% eficiente

Muitos cientistas acreditam que os efeitos das mudanças climáticas já chegaram a um ponto sem retorno. Essas consequências já estão sendo sentidas em muitos países ao redor do mundo, onde os danos são dramáticos. Países como Índia e Paquistão, por exemplo, recentemente ganharam manchetes com aumentos extremos e incomuns de temperatura. Em outros países, milhares de hectares de florestas estão desaparecendo para dar lugar a desertos. Sem soluções duradouras, esse tipo de desastre corre o risco de afetar ainda mais países.

Na tentativa de desacelerar esses impactos nocivos, estão sendo desenvolvidas tecnologias para reduzir as emissões de carbono (um dos principais fatores antropogênicos das mudanças climáticas). Além de reduzir o carbono atmosférico, os cientistas veem oportunidades para reutilizar o CO2 capturado. As tecnologias atuais permitem capturar, armazenar e converter CO2 em outros compostos químicos reutilizáveis ​​industrialmente.

No entanto, vários obstáculos ainda precisam ser superados antes que as tecnologias atuais de DAC (como as que usam hidróxido de potássio e hidróxido de cálcio) possam ser aplicadas em larga escala. Um dos desafios é a eficiência, pois as concentrações de CO2 no ar só permitem reações químicas muito lentas com as substâncias capturadas. Além disso, o CO2 capturado é difícil de extrair e reutilizar, na medida em que as reações químicas que permitem a dessorção são muito intensivas em energia.

Um novo estudo liderado pela Universidade Metropolitana de Tóquio diz respeito aos DACs do sistema de separação de fase líquido-sólido. Normalmente, esse tipo de separação deve funcionar no princípio básico da sedimentação, ou seja, em uma mistura líquido-sólido, os corpos mais densos se acumulam no fundo do recipiente, por efeito da gravidade. Mas em uma separação líquido-sólido operando continuamente, as partículas sólidas não têm tempo para sedimentar completamente e, portanto, o líquido permanece carregado de sólidos na saída do sistema.

Por outro lado, a maioria dos DACs passa ar através de um líquido, onde ocorre uma reação química entre o líquido e o CO2. À medida que a reação prossegue, mais produto da reação se acumula no líquido, tornando as reações subsequentes cada vez mais lentas.

O novo sistema de separação de fase líquido-sólido, apresentado no estudo publicado na revista ACS Publications , permite que o produto da reação insolúvel e sólido saia da solução. Portanto, não há acúmulo de partículas sólidas no líquido e a taxa de reação não diminui.

Desempenho recorde

Em seu novo sistema de captura de carbono, os pesquisadores modificaram a estrutura dos compostos de amina líquida para otimizar a velocidade e a eficiência da reação química, com uma ampla faixa de concentrações de CO2 no ar (até cerca de 400 ppm).

Eles então descobriram que uma de suas soluções aquosas, notadamente a isoforona diamina (IPDA), pode capturar e converter 99% do CO2 do ar em um precipitado sólido de ácido carbâmico. Além disso, basta aquecer o sólido disperso em solução a 60°C para reverter a reação e, assim, liberar o CO2 novamente enquanto recupera o líquido original.

Além disso, a taxa de remoção de CO2 foi pelo menos duas vezes maior que a dos sistemas convencionais de laboratório DAC, tornando-o o mais rápido de seu tipo no mundo, mesmo em baixas concentrações de CO2.

A equipe japonesa também acredita que seu novo processo acabaria sendo aplicável em larga escala. O uso do carbono capturado para indústrias e fabricação de produtos domésticos também será estudado, tornando este novo sistema de captura uma solução versátil.

Fonte: Publicações ACS / Trust my science