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Se capturarmos o CO2, o que devemos fazer com ele?

Se capturarmos o CO2, o que devemos fazer com ele?
Densidade de energia dos diversos produtos da conversão do CO2. [Imagem: Oleksandr S. Bushuyev et al. - 10.1016/j.joule.2017.09.003]

Captura e conversão do CO2

O dióxido de carbono (CO2) emitido por usinas de energia e fábricas não precisa ir para a atmosfera.

Tem havido um grande otimismo de que, em um horizonte de uma década, seremos capazes de capturar de forma economicamente viável o CO2 das chaminés e convertê-lo em substâncias úteis para matérias-primas, biocombustíveis, produtos farmacêuticos ou combustíveis renováveis.

"Da mesma forma que uma planta absorve dióxido de carbono, luz solar e água para produzir açúcar, estamos interessados em usar tecnologias para extrair energia do Sol ou de outras fontes renováveis para converter CO2 em pequenas moléculas básicas que possam ser desenvolvidas [em substâncias úteis] usando meios tradicionais da química para uso comercial. Nós estamos tirando inspiração da natureza e fazendo-o de forma mais rápida e eficiente," ilustra o professor Phil De Luna, da Universidade de Toronto, no Canadá.

Base para biocombustíveis

Mas o que exatamente será melhor fazer com o dióxido de carbono capturado, se quisermos realmente transformá-lo em solução, e não em novos problemas?

Luna e seus colegas fizeram uma análise exaustiva, tanto das possibilidades teóricas, quanto dos avanços já realizados em pesquisas experimentais, buscando responder essa questão. Eles identificaram uma série de pequenas moléculas básicas que fazem sentido econômico e poderiam ser fabricadas pela conversão do CO2 capturado.

Para o campo do armazenamento de energia, o mais interessante seria usar o dióxido de carbono para produzir hidrogênio, metano e etano, todos eles podendo ser usados como biocombustíveis para queima ou para uso em células a combustível para geração direta de eletricidade.

Adicionalmente, etileno e etanol poderiam servir como blocos básicos para fabricação de uma série de bens de consumo.

Finalmente, o ácido fórmico derivado do CO2 poderia ser usado pela indústria farmacêutica ou como combustível em células a combustível.

Se capturarmos o CO2, o que devemos fazer com ele?
O exercício de futurologia da equipe coloca a eletrocatálise como a opção mais promissora a curto prazo. [Imagem: Oleksandr S. Bushuyev et al. - 10.1016/j.joule.2017.09.003]

Tecnologias engatinhando

O lado realista da análise é que as tecnologias que podem capturar o CO2 residual e transformá-lo no que quer que seja ainda estão engatinhando.

Com base na análise das start-ups atualmente desenvolvendo estratégias para uso comercial dos trabalhos em laboratório de seus fundadores, o grupo canadense prevê que as próximas décadas trarão grandes melhorias para viabilizar técnica e economicamente o sequestro e a conversão de CO2. A curto prazo - dentro de 5 a 10 anos - estimam eles, a eletrocatálise, que estimula reações químicas por meio da eletricidade, pode ser o caminho para esse processo. E, a longo prazo, daqui a 50 anos ou mais, as máquinas moleculares, moléculas que fabricam moléculas, e outras nanotecnologias podem impulsionar a conversão.

"Isso ainda é tecnologia para o futuro," reconhece o professor Oleksandr Bushuyev. "Mas é teoricamente possível e viável, e estamos empolgados com sua expansão e implementação. Se continuarmos trabalhando nisso, é uma questão de tempo até termos usinas onde o CO2 é emitido, capturado e convertido."

Entraves para o aproveitamento do CO2

Na realidade, há alguns entraves fundamentais para tornar a captura e conversão de carbono uma realidade. A principal delas é que a eletricidade necessária para fazer com que essas reações químicas ocorram tem um custo e pode até mesmo produzir mais CO2 - a resposta para isso está na conversão do CO2 usando energia solar ou outra fonte renovável.

Em segundo lugar, existem poucas fábricas com uma pegada de carbono elevada que emitem CO2 puro, que é necessário para as conversões realizadas em laboratório até agora - a resposta para isso está em tecnologias mais versáteis, que consigam lidar com matérias-primas mais "sujas".

Bibliografia:

What Should We Make with CO2 and How Can We Make It?
Oleksandr S. Bushuyev, Phil De Luna, Cao Thang Dinh, Ling Tao, Genevieve Saur, Jao van de Lagemaat, Shana O. Kelley, Edward H. Sargent
Joule
DOI: 10.1016/j.joule.2017.09.003




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