Transformar a poluição em combustível é o objetivo do processo de hidrogenação do dióxido de carbono (CO2), que converte este gasoso, um dos principais responsáveis pelo efeito estufa, em produtos químicos e combustíveis renováveis. Um dos produtos mais relevantes desse processo é o metanol, um composto versátil que encontra aplicação em plásticos e combustíveis.
Além do metanol, a hidrogenação do CO2 também permite a produção de metano, que pode ser injetado em gasodutos de gás natural, e hidrocarbonetos de cadeias maiores, que podem ser utilizados como gasolina ou combustível de aviação. Esta tecnologia abre novas possibilidades para a criação de e-combustíveis, que são alternativas sustentáveis aos combustíveis fósseis tradicionais.
Pesquisadores, como Liane Rossi, do Programa Captura e Conversão de Carbono (CCU) do Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI) da Universidade de São Paulo (USP), têm abordado a questão da conversão do CO2. Rossi e um consórcio internacional publicaram um artigo na revista Science, ressaltando a importância de repensar a relação com o dióxido de carbono. Em vez de tratá-lo apenas como resíduo, é possível capturá-lo de fontes industriais ou diretamente do ar, transformando-o em um recurso valioso.
O processo de hidrogenação envolve a interação de CO2 e hidrogênio em partículas catalíticas que quebram as ligações químicas do CO2. Essa reorganização atômica resulta na formação dos produtos desejados, e a busca por catalisadores mais eficientes é fundamental para otimizar essa conversão.
O artigo também destaca o uso do catalisador CuZnAl (CZA), que tem sido padrão na indústria desde a década de 1940 para a produção de metanol. Embora eficiente, o CZA tem limitações: tende a produzir uma reação indesejada e sua atividade diminui ao longo do tempo devido à agregação das partículas catalíticas. Pesquisadores como Andrew Beale e Nikolaos Dimitratos observam que os catalisadores mais ativos são os que agregam mais rapidamente.
A pesquisa em novos catalisadores, como aqueles à base de óxido de índio, mostra promissora eficiência na conversão de CO2 em metanol, com mais de 50% de eficiência. Jingyun Je, professor da Duquesne University, enfatiza que a produção de metanol está se aprimorando continuamente, com catalisadores capazes de operar em temperaturas mais baixas.
Embora a hidrogenação do CO2 ofereça um caminho para a produção de combustíveis limpos, também envolve desafios. Os pesquisadores estão explorando fatores que influenciam a atividade de catalisadores heterogêneos e as diferentes estratégias para aumentar sua estabilidade e eficiência ao longo do tempo. Alternativas, como catalisadores de paládio-índio, ainda enfrentam barreiras de custo.
Além disso, a compreensão das reações em nível molecular e os mecanismos de desativação dos catalisadores requerem mais estudos. O uso de tecnologias avançadas, como inteligência artificial e computação quântica, poderá melhorar a simulação de reações catalíticas e a análise dos materiais envolvidos.
Para mais detalhes sobre a hidrogenação do CO2 e suas aplicações, o artigo "Hydrogenation of CO2 for sustainable fuel and chemical production" está disponível em: Science.
As informações contidas aqui destacam a importância da pesquisa na busca por soluções sustentáveis, um passo fundamental para a redução das emissões de gases de efeito estufa e a construção de um futuro energético mais limpo.
Informações da Agência FAPESP