CO2 e água convertidos em combustível para carros com ajuda solar

Por Europa Press Ciencia – 18 de maio de 2023 – Obtenção de biocombustivel – Wikipedia – @cienciaplus

Pesquisadores de Cambridge desenvolveram uma tecnologia movida a energia solar que converte dióxido de carbono e água em combustíveis líquidos que podem ser adicionados diretamente a um motor de carro como combustível, relatam na Nature Energy.

A equipe aproveitou o poder da fotossíntese para converter CO2, água e luz solar em combustíveis multi-carbono – etanol e propanol – em uma única etapa. 

Esses combustíveis têm alta densidade de energia e podem ser facilmente armazenados ou transportados.

Ao contrário dos combustíveis fósseis, esses combustíveis solares não produzem emissões de carbono e são totalmente renováveis ​​e, ao contrário da maioria do bioetanol, e não desviam nenhuma terra agrícola que deveria estar produzindo de alimentos e não combustíveis.

Embora a tecnologia ainda esteja em fase de laboratório, os pesquisadores dizem que suas “folhas artificiais” são um passo importante na transição para uma economia baseada em combustíveis fósseis.

O bioetanol se apresenta como uma alternativa mais limpa à gasolina, já que é feito de plantas e não de combustíveis fósseis.

Hoje, a maioria dos carros e caminhões nas estradas rodam com gasolina contendo até 10% de etanol (combustível E10) (no Brasil é muito mais).

Os Estados Unidos são o maior produtor mundial de bioetanol: de acordo com o Departamento de Agricultura, cerca de 45% de todo o milho cultivado no país vai para a produção de etanol.

“Os biocombustíveis como o etanol são uma tecnologia controversa, até porque ocupam terras agrícolas que poderiam ser usadas para cultivar alimentos”, diz o professor Erwin Reisner, que liderou a pesquisa.

O grupo de pesquisa de Reisner, baseado no Departamento de Química de Yusuf Hamied, passou vários anos desenvolvendo combustíveis sustentáveis ​​de carbono zero inspirados na fotossíntese – o processo pelo qual as plantas convertem a luz do sol em alimentos – usando folhas artificiais.

Até o momento, essas folhas artificiais só conseguiram produzir produtos químicos simples, como gás de síntese, uma mistura de hidrogênio e monóxido de carbono usada para fabricar combustíveis, produtos farmacêuticos, plásticos e fertilizantes.

Mas para tornar a tecnologia mais prática, ela teria que ser capaz de produzir diretamente produtos químicos mais complexos em uma única etapa movida a energia solar.

Agora, a folha artificial pode produzir diretamente etanol e propanol limpos sem a etapa intermediária de produção de gás de síntese.

Os pesquisadores desenvolveram um catalisador à base de cobre e paládio.

O catalisador foi otimizado para que a folha artificial pudesse produzir produtos químicos mais complexos, especificamente os álcoois multicarbonados etanol e n-propanol.

Ambos os álcoois são combustíveis densos em energia que podem ser facilmente transportados e armazenados.

Outros cientistas conseguiram produzir produtos químicos semelhantes com energia elétrica, mas esta é a primeira vez que tais produtos químicos complexos foram produzidos com uma folha artificial usando apenas energia do sol.

“Iluminar a luz do sol em folhas artificiais e produzir combustível líquido a partir de dióxido de carbono e água é um exercício incrível de química ”, diz Motiar Rahaman, o primeiro autor do artigo.

“Normalmente, quando você tenta converter CO2 em outro produto químico usando um dispositivo de folha artificial, quase sempre acaba com monóxido de carbono ou gás de síntese, mas aqui conseguimos fazer um combustível líquido prático usando apenas a energia do Sol. É um desenvolvimento que abre novos caminhos em nosso trabalho.”

No momento, o dispositivo é uma prova de conceito e mostra apenas uma eficiência modesta. 

Os pesquisadores estão trabalhando na otimização dos absorvedores de luz para que possam absorver melhor a luz solar e na otimização do catalisador para que ele possa converter mais luz solar em combustível.

Mais trabalho também terá que ser feito para tornar o dispositivo escalável e capaz de produzir grandes volumes de combustível, dizem os pesquisadores.

“Embora ainda haja muito trabalho a ser feito, mostramos do que essas folhas artificiais são capazes”, diz Reisner.

É importante mostrar que podemos ir além das moléculas mais simples e fazer coisas que são diretamente úteis à medida que nos afastamos dos combustíveis fósseis.”