Cientistas criam folha artificial capaz de produzir gás limpo
Um gás amplamente usado, que atualmente é produzido a partir de combustíveis fósseis, pode agora ser produzido por uma "folha artificial" que usa apenas luz solar, dióxido de carbono e água, e que pode eventualmente ser usada para desenvolver uma alternativa sustentável de combustível líquido à gasolina.
O dispositivo neutro em carbono estabelece uma nova referência no campo dos combustíveis solares, depois que pesquisadores da Universidade de Cambridge demonstraram que podem produzir diretamente o gás - chamado syngas - de maneira sustentável e simples.
Em vez de usar combustíveis fósseis, a folha artificial é alimentada pela luz solar, embora ainda funcione de maneira eficiente em dias nublados e, diferentemente dos processos industriais atuais para a produção de syngas, a folha não libera dióxido de carbono adicional na atmosfera.
Atualmente, a syngas é feito a partir de uma mistura de hidrogênio e monóxido de carbono e é usado para produzir uma variedade de commodities, como combustíveis, produtos farmacêuticos, plásticos e fertilizantes.
“Você pode não ter ouvido falar da própria syngas, mas todos os dias consome produtos criados com ele. Ser capaz de produzi-lo de maneira sustentável seria um passo crítico para fechar o ciclo global de carbono e estabelecer uma indústria química e de combustíveis sustentável”, disse o autor sênior Professor Erwin Reisner, do Departamento de Química de Cambridge, que passou sete anos trabalhando para esse objetivo.
O dispositivo que Reisner e seus colegas produziram é inspirado na fotossíntese - o processo natural pelo qual as plantas usam a energia da luz solar para transformar dióxido de carbono em alimento.
Na folha artificial, dois absorvedores de luz, semelhantes às moléculas nas plantas que colhem a luz solar, são combinados com um catalisador feito a partir do elemento abundante naturalmente cobalto.
Quando o dispositivo é imerso em água, um absorvedor de luz usa o catalisador para produzir oxigênio. O outro realiza a reação química que reduz o dióxido de carbono e a água em monóxido de carbono e hidrogênio, formando a mistura de syngas.
Como um bônus adicional, os pesquisadores descobriram que seus absorvedores de luz funcionam mesmo sob os baixos níveis de luz solar em um dia chuvoso ou nublado.
"Isso significa que você não está limitado a usar essa tecnologia apenas em países quentes, ou apenas a operar o processo durante os meses de verão", disse o estudante de doutorado Virgil Andrei, primeiro autor do artigo. "Você pode usá-lo desde o amanhecer até o anoitecer, em qualquer lugar do mundo."
O Syngas já é usado como um componente básico na produção de combustíveis líquidos. "O que gostaríamos de fazer em seguida, em vez de fazer syngas e depois convertê-lo em combustível líquido, é transformar o combustível líquido em um passo do dióxido de carbono e da água", disse Reisner, que também é membro da St. John's Faculdade.
Embora grandes avanços estejam sendo feitos na geração de eletricidade a partir de fontes de energia renováveis, como energia eólica e energia fotovoltaica, Reisner diz que o desenvolvimento de gasolina sintética é vital, pois atualmente a eletricidade pode satisfazer apenas 25% de nossa demanda total de energia global. "Existe uma grande demanda por combustíveis líquidos para abastecer o transporte pesado, a navegação e a aviação de maneira sustentável", disse ele.
"Nosso objetivo é criar produtos sustentáveis, como o etanol, que possam ser facilmente utilizados como combustível", disse Andrei. “É um desafio produzi-lo em uma etapa a partir da luz solar, usando a reação de redução de dióxido de carbono. Mas estamos confiantes de que estamos indo na direção certa e de que temos os catalisadores certos, por isso acreditamos que poderemos produzir um dispositivo que possa demonstrar esse processo em um futuro próximo. ”
