Químico com mercado de US$ 7 trilhões é produzido com energia solar

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/03/2023

Não se tratou apenas de tornar o processo mais barato: Ele ficou muito mais eficiente.
[Imagem: Byeong Cheul Moon et al. - 10.1039/D2EE90071H]

Produção de peróxido de hidrogênio

Meros US$ 7 trilhões - este é o tamanho do mercado mundial envolvendo o peróxido de hidrogênio (H₂O₂), a conhecida água oxigenada.

Considerado um dos compostos químicos mais importantes da indústria, esse agente oxidante é uma matéria-prima amplamente utilizada na desinfecção, fabricação de papel e celulose e essencial no processo de fabricação dos chips de computador, apenas para citar algumas poucas aplicações.

Infelizmente, o método atual de produção de peróxido de hidrogênio é um processo termoquímico (processo de antraquinona), que usa como catalisador o paládio, um metal raro e caro. Além disso, as altas temperaturas e pressões exigidas tornam este processo intensivo em energia, causando ainda diversos problemas ambientais, como a emissão de gases de efeito estufa e até o risco de explosão.

Mas isto pode estar prestes a mudar.

Pesquisadores coreanos desenvolveram uma nova tecnologia que usa energia solar para produzir peróxido de hidrogênio em uma concentração sem precedentes - extremamente alta - e ainda faz isto eliminando a necessidade de alta temperatura e alta pressão.

Para isso, Byeong Moon e colegas do Instituto de Ciência e Tecnologia da Coreia (KIST) substituíram o processo termoquímico tradicional por um processo fotocatalítico, mostrando que é possível produzir matérias-primas químicas essenciais sem emissões de carbono e a um custo mais baixo.

Fotocatalisador

No processo termoquímico atual, as moléculas orgânicas de antraquinona sofrem repetidas reações de oxidação e redução, para finalmente produzir peróxido de hidrogênio.

A equipe então projetou uma reação fotocatalítica usando uma solução orgânica para fazer o mesmo. Só que o resultado foi melhor do que o esperado: A solução de reação orgânica melhorou muito a capacidade de redução de oxigênio do fotocatalisador, por decorrência aumentando largamente a produção de peróxido de hidrogênio.

O processo baseado na luz solar gerou peróxido de hidrogênio com uma concentração de 53.000 ppm (ou seja, 5,3%) por unidade de tempo e por grama de fotocatalisador. Isto excede em mais de cinco vezes o padrão da indústria para a produção de peróxido de hidrogênio, que hoje fica ao redor de 10.000 ppm (1%).

"Este estudo prova que a tecnologia de baixo carbono e ecológica que usa a luz solar também pode produzir combustíveis industriais essenciais com alta concentração e pureza," escreveu a equipe, que agora pretende escalonar o processo com vistas à sua aplicação industrial.

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