Os compromissos de descarbonização ao redor do mundo vão desde a transição para carros elétricos até técnicas de captura de carbono da atmosfera. Pesquisadores da Universidade de Michigan criaram uma forma de ajudar nesse objetivo através de um sistema de reutilização de carbono, que eventualmente poderia ajudar na produção de combustível líquido.
De acordo com a equipe, a invenção consegue produzir etileno, tem rendimento bem acima de outros sistemas semelhantes e usa apenas luz solar para desencadear a reação.
Reutilização de carbono será usada para produzir etileno — e combustível
Zetian Mi, professor de Engenharia Elétrica e Computação na Universidade de Michigan e autor do estudo, explicou que o etileno é o composto orgânico mais produzido no mundo. No entanto, para isso, usa-se petróleo e gás sob altas temperaturas e pressão, o que emite dióxido de carbono e torna a atividade poluente.
A invenção de Mi e sua equipe envolve reutilizar carbono para criar etileno. Para isso, o sistema prevê a reutilização do gás através do encadeamento de átomos e criação de novas ligações.
Veja como funciona:
- O dispositivo funciona através de dois tipos de semicondutores. O primeiro consiste em um conjunto de nanofios de gálio. O segundo é a própria base de silício da estrutura onde ficam os fios;
- Nele, uma reação usa água, dióxido de carbono e fios aglomerados de cobre (cada um com cerca de 30 átomos);
- Os nanofios são submersos na água enriquecida com o carbono e, então, expostos à luz equivalente ao sol do meio-dia;
- A energia da luz libera elétrons que dividem a água próxima à superfície dos fios de gálio, criando uma reação que libera hidrogênio;
- O hidrogênio liberado, por sua vez, alimenta uma reação que dá origem a óxido de nitreto de gálio e etileno;
- Já o cobre se une ao hidrogênio restante (já que são dois átomos dele na fórmula da água) e transforma o dióxido de carbono em monóxido de carbono.
Futuramente, o mesmo processo de ligação de átomos pode ajudar a criar cadeias que possibilitem a produção de combustível. Pelo menos, é isso que a equipe espera.
Desempenho do dispositivo é superior a outras técnicas
A equipe descobriu que 61% dos elétrons livres na reação contribuíram para a produção de etileno. Esse número é superior a outras técnicas semelhantes, como um catalisador de prata e cobre que tem eficiência de apenas 50% (sem contar degradação em apenas algumas horas).
No caso do dispositivo da Universidade de Michigan, a longevidade foi de 116 horas sem desacelerar. Eles pretendem continuar melhorando esse aspecto em estudos posteriores.
Outra vantagem é que a invenção produziu etileno a uma taxa mais de quatro vezes maior do que concorrentes do setor. Segundo o TechXplore, tudo isso aconteceu com um desempenho de cinco a seis vezes melhor do que o normal relatado para reações envolvendo dióxido de carbono e água.
No futuro, a equipe espera conseguir encadear sequências ainda maiores e usar o carbono coletado para produzir combustível líquido que possa ser facilmente transportado e reutilizado.