Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e da Universidade de Harvard desenvolveram um processo capaz de converter dióxido de carbono em formiato, um material líquido ou sólido que pode ser usado como hidrogênio ou metanol para alimentar uma célula de combustível e gerar eletricidade.
De acordo com publicação do MIT News, o formato de potássio ou sódio, já produzido em escala industrial é comumente usado como descongelador de estradas e calçadas, não é tóxico, não é inflamável, é fácil de armazenar e transportar e pode permanecer estável em tanques de aço comuns para ser usado por meses ou até anos após sua produção.
Captura e conversão
Todo o processo – incluindo a captura e conversão eletroquímica do gás em um pó de formato sólido, que é então usado em uma célula de combustível para produzir eletricidade – foi demonstrado em pequena escala de laboratório. No entanto, os investigadores esperam que seja escalável para que possa fornecer calor e energia isentos de emissões a residências individuais e até mesmo ser utilizado em aplicações industriais ou à escala da rede.
Segundo Ju Li, professora do MIT, outras abordagens geralmente envolvem um processo de duas etapas, no entanto, na segunda etapa a eficiência é muito baixa, convertendo menos de 20% do dióxido de carbono gasoso no produto desejado.
Já o novo processo atinge uma conversão superior a 90% e elimina a necessidade da etapa de aquecimento ineficiente, convertendo primeiro o dióxido de carbono numa forma intermediária, o bicarbonato de metal líquido. Esse líquido é então convertido eletroquimicamente em potássio líquido ou formato de sódio em um eletrolisador que utiliza eletricidade de baixo carbono, por exemplo, energia nuclear, eólica ou solar.
Eficiência de carbono
A solução líquida altamente concentrada de potássio ou formato de sódio produzida pode então ser seca, por exemplo, por evaporação solar, para produzir um pó sólido que é altamente estável e pode ser armazenado em tanques de aço comuns por até anos ou mesmo décadas.
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O processo de captura e conversão de carbono envolve primeiro uma captura baseada em solução alcalina que concentra o dióxido de carbono, seja de fluxos concentrados, como as emissões de usinas de energia, ou de fontes de concentração muito baixa, mesmo ao ar livre, na forma de um metal líquido, solução de bicarbonato.
Então, através do uso de um eletrolisador de membrana de troca catiônica, esse bicarbonato é convertido eletroquimicamente em cristais de formato sólido com uma eficiência de carbono superior a 96%, conforme confirmado nos experimentos em escala de laboratório da equipe.
“Esses cristais têm vida útil indefinida, permanecendo tão estáveis que podem ser armazenados por anos, ou mesmo décadas, com pouca ou nenhuma perda. Em comparação, mesmo os melhores tanques práticos de armazenamento de hidrogênio disponíveis permitem que o gás vaze a uma taxa de cerca de 1% ao dia, impedindo quaisquer utilizações que exijam armazenamento durante um ano", afirma Li.
Segundo a publicação, as aplicações domésticas iniciais podem envolver uma unidade eletrolisadora do tamanho de uma geladeira para capturar e converter o dióxido de carbono em formiato, que pode ser armazenado em um tanque subterrâneo ou no telhado. Então, quando necessário, o sólido em pó seria misturado com água e alimentado em uma célula de combustível para fornecer energia e calor. “Isto é para manifestações comunitárias ou domésticas”, diz Zhang, um dos estudantes de doutorado envolvido no projeto, “mas acreditamos que também no futuro poderá ser bom para as fábricas ou para a rede”.
*Imagem de capa: Depositphotos
