Gerador termoelétrico transforma calor e CO2 em químicos - até em Marte

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/11/2024

O protótipo funcionando em laboratório (esquerda) e esquema do conceito.
[Imagem: Alex Walls/UBC]

Do calor residual aos combustíveis líquidos

A conversão de CO₂ em combustíveis é um objetivo largamente perseguido porque é uma equação do tipo ganha-ganha: Livramo-nos do dióxido de carbono que aquece o planeta e ainda evitamos usar combustíveis fósseis.

Em outra linha completamente diferente de atuação, os nanogeradores termoelétricos fazem parte de um conceito conhecido como colheita de energia, em que pequenos dispositivos geram eletricidade aproveitando o calor residual de máquinas e equipamentos, ou mesmo do Sol ou de fontes geotérmicas.

Agora, Abhishek Soni e colegas da Universidade da Colúmbia Britânica, no Canadá, demonstraram que é possível integrar essas duas tecnologias, ou seja, pegar o calor residual que se espalha no ambiente, ajudando a aquecê-lo, transformar esse calor em eletricidade, e então usar essa eletricidade para converter o dióxido de carbono em combustíveis líquidos, prontos para uso.

Os geradores termoelétricos produzem eletricidade ao serem conectados a lugares com duas temperaturas diferentes. A ideia é usar máquinas e motores quentes, ou o calor do Sol, juntamente com a temperatura mais amena do ar ambiente. Mas, na demonstração de laboratório, a equipe usou uma placa quente e um banho de gelo.

Quando a diferença de temperatura entre as duas faces era de pelo menos 40 °C, os geradores termoelétricos disponíveis no comércio forneceram corrente estável suficiente para alimentar um eletrolisador, um dispositivo que converte CO₂ em CO. Essa diferença de temperatura foi usada para parâmetro porque ela tem aplicações muito práticas.

"Nossos resultados em laboratório indicam que a diferença de temperatura entre tubos geotérmicos quentes que retornam do subsolo e a temperatura relativamente mais fria da superfície é suficiente para que geradores termoelétricos alimentem um conversor," disse Soni.

Conceito de uso da eletrólise do CO2 para produzir compostos úteis em Marte.
[Imagem: Alex Walls/UBC]

Fabricando plástico em Marte

Mas a equipe está de olho também em ambientes mais extremos: Marte, para ser mais preciso.

"O ambiente em Marte realmente me interessou no potencial de longo prazo dessa combinação de tecnologias," disse Soni. "Este é um ambiente hostil onde grandes diferenças de temperatura poderiam ser aproveitadas não apenas para gerar energia com geradores termoelétricos, mas para converter o CO₂, abundante na atmosfera de Marte, em produtos úteis que poderiam abastecer uma colônia."

A visão da equipe é a seguinte: Qualquer biodomo em Marte precisaria ser mantido em temperaturas equivalentes às do ambiente terrestre. Geradores termoelétricos fixados sobre a superfície de um domo gerariam eletricidade contrapondo o calor que exala da moradia ao frio do ambiente marciano, que fica em média em torno dos -60 ºC.

Essa eletricidade poderia, por sua vez, ser usada para impulsionar a conversão de CO₂ em produtos úteis à base de carbono, como combustíveis e produtos químicos - a atmosfera marciana consiste em 95% de dióxido de carbono.

"Este artigo mostra uma maneira divertida de fazer combustíveis e produtos químicos neutros em carbono," disse o professor Curtis Berlinguette. "Precisaremos de plástico em Marte um dia, e esta tecnologia mostra uma maneira de fazê-lo lá."

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