Carvão produz calor sem combustão e sem emitir CO2

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/02/2013

O carvão é moído (frasco da esquerda) e misturado com as esferas de ferro (frasco da direita), que são cruciais para a "combustão sem queima" do processo.
[Imagem: Jo McCulty/Ohio State University]

Queima sem combustão

Dentre os combustíveis fósseis, nenhum é tão má-afamado quanto o carvão.

Apesar de existirem algumas tecnologias que minimizam os efeitos de sua queima, as preocupações aumentam conforme se prevê que o carvão deverá superar o petróleo na matriz energética global na próxima década.

Uma solução definitiva para o problema pode ser parar de queimar o carvão.

Não se trata de nenhuma medida radical, mas de uma nova tecnologia que acaba de ser apresentada por Dawei Wang e Liang-Shih Fan, da Universidade do Estado de Ohio, nos Estados Unidos.

A técnica consiste em capturar quimicamente a energia do carvão sem combustão.

"No sentido mais simples, a combustão é uma reação química que consome oxigênio e produz calor," explica Fan. "Infelizmente, ela também produz dióxido de carbono, que é difícil de capturar e faz mal ao meio ambiente."

"Agora nós descobrimos uma forma de liberar o calor sem queima. Nós controlamos cuidadosamente a reação química de forma que o carvão nunca queima, ele é consumido quimicamente, e o dióxido de carbono fica inteiramente contido dentro do reator," esclarece o pesquisador.

Energia do carvão sem CO2

A tecnologia foi testada em um protótipo de reator em escala de pesquisa, que funcionou continuamente por cerca de 200 horas.

O carvão gerou o calor esperado, ao mesmo tempo em que 99% do dióxido de carbono produzido foi capturado.

O CO2 é separado e pode ser reciclado ou sequestrado, enquanto a energia termal pode ser usada para produzir eletricidade ou para alimentar caldeiras industriais.

O processo foi batizado do CDCL - Coal-Direct Chemical Looping, referindo-se a um processo fechado em que o carvão é consumido quimicamente de forma direta, sem queima.

Transporte de oxigênio

A chave para a tecnologia é o uso de esferas metálicas muito pequenas para transportar oxigênio para o combustível que inicia a reação química.

O carvão é pulverizado em partículas de cerca de 100 micrômetros de diâmetro, enquanto as esferas de ferro oxidado são maiores, com cerca de 1,5 a 2 milímetros de diâmetro.

O carvão e o ferro são aquecidos pelo combustível a temperaturas muito elevadas, quando os dois materiais reagem entre si.

O carbono do carvão liga-se com o oxigênio do óxido de ferro e cria o dióxido de carbono, que sobe para uma câmara onde é capturado, deixando para trás o ferro quente e cinzas de carvão.

As cinzas do carvão são descartadas, enquanto as esferas de ferro, que são bem maiores, são peneiradas e reutilizadas.

Segundo os pesquisadores, o processo está pronto para ser testado em larga escala.