Dióxido de carbono capturado do ar pode ser diretamente convertido em combustível de metanol
Usando um catalisador novo, pesquisadores demonstraram que até 79% do dióxido de carbono capturado do ar pode ser convertido em metanol.Pela primeira vez, pesquisadores demonstraram que o CO2 capturado do ar pode ser diretamente convertido em metanol (CH3OH) usando um catalisador homogêneo. Os benefícios são duplos: O processo remove o CO2 prejudicial na atmosfera, e o metanol pode ser usado como combustível alternativo à gasolina.
O trabalho representa um passo importante que poderia um dia levar a um futuro de "economia do metanol", no qual combustível e armazenamento de energia são baseados principalmente em metanol.
O estudo foi conduzido por G. K. Surya Prakash, um professor de química na Universidade do Sul da Califórnia, junto com o laureado com o Nobel George A. Olah, um distinto professor da Universidade do Sul da Califórnia. Os pesquisadores publicaram sua ação sobre o processo de conversão de CO2 para metanol em uma edição recente do Jornal da Sociedade Química Americana.
Ao longo dos últimos anos, os químicos têm pesquisado várias formas de reciclagem de CO2 em produtos úteis. Por exemplo, o tratamento de CO2 com gás hidrogênio (H2) que pode produzir metanol, metano (CH4) ou ácido fórmico (CH2O2). Entre esses produtos, o metanol é especialmente atraente devido à sua utilização como combustível alternativo, em células de combustível e para o armazenamento de hidrogênio.
A indústria química produz atualmente mais de 70 milhões de toneladas de metanol por ano porque o composto simples, também serve como um bloco de construção para muitos compostos maiores, incluindo dois dos compostos orgânicos mais altamente produzidos, etileno e propileno, que são usados para fazer plásticos e outros produtos.
Um fator chave no processo de conversão de CO2 para metanol é encontrar um bom catalisador homogêneo, que é essencial para acelerar as reações químicas para que o metanol possa ser produzido em ritmo acelerado. O problema é que estas reações requerem altas temperaturas (em torno de 150 °C), e infelizmente o calor muitas vezes faz com que os catalisadores se decompõem.
No novo estudo, os pesquisadores desenvolveram um catalisador estável à base de rutênio de metal que não se decompõem a temperaturas elevadas. Boa estabilidade do catalisador permite que ele seja reutilizado repetidamente para a contínua produção de metanol.
"O desenvolvimento de catalisadores homogêneos estáveis para a redução de CO2 para metanol foi um desafio", disse Prakash. "A maioria dos catalisadores pararam na fase do ácido fórmico. Além disso, precisávamos de um catalisador que poderia reduzir os carbamatos ou bicarbonatos de alquilamônio diretamente ao metanol. Conseguimos fazer ambos com nosso catalisador."
Com o novo catalisador, juntamente com alguns compostos adicionais, os pesquisadores demonstraram que até 79% do CO2 capturado do ar pode ser convertido em metanol. Inicialmente, o metanol é misturado com água, mas ele pode ser facilmente separado por destilação.
Olhando para o trabalho, numa perspectiva mais ampla, os pesquisadores esperam que possam um dia contribuir para uma economia de metanol. Este plano envolve desenvolver um "ciclo de carbono antropogênico", em que o carbono é reciclado para completar o ciclo natural do carbono.
Na natureza, o carbono está continuamente sendo trocado, reciclado e reutilizado entre a atmosfera, os oceanos e os organismos vivos, mas a natureza não pode reciclar o carbono dos combustíveis fósseis tão rapidamente como os seres humanos podem queimá-los.
Os seres humanos podem neutralizar alguns dos CO2 que liberamos, convertendo uma parte do carbono de volta para uma fonte de energia, como o metanol.
Mais informações sobre o ciclo de carbono antropogênico podem ser encontradas neste pedaço de Perspectiva (em inglês) por Olah, Prakash e Alain Goeppert.
Como próximo passo, os pesquisadores planejam diminuir a temperatura de funcionamento do catalisador e melhorar sua eficiência.
"Vamos continuar os estudos para desenvolver catalisadores mais robustos que funcionam em torno de 100 a 120 °C", disse Prakash.
"Gostaríamos de realizar e preparar a química de uma forma útil, no qual não há nenhuma perda de solvente ou reagente."
_BarReto_1990_ 05 Fev, 2016 19:12 0
EltonPaes 30 Jan, 2016 06:45 0