Os cientistas criaram muitas reações para converter dióxido de carbono em combustível ou produtos químicos, mas todas elas têm desvantagens e estão longe de ser 100% eficientes. Tais reações produzem subprodutos na forma de hidrogênio ou carbonatos e desperdiçam energia. Mas cientistas nos Estados Unidos criaram um processo que converte CO2 de forma totalmente eficiente em combustível ou produtos químicos, utilizando um catalisador de zinco barato, o que muda tudo.
Fonte da imagem: natureza
A descoberta foi feita por pesquisadores da Escola Pritzker de Engenharia Molecular da UChicago. Uma publicação revisada por pares sobre o trabalho foi publicada na revista Nature. Os cientistas estabeleceram como objetivo criar condições para o maior controle das moléculas de água em solução, de modo que cada próton no processo eletroquímico de conversão de CO2 em algo útil não seja gasto em manequins como a formação de gás hidrogênio ou carbonatos, mas seja envolvido na síntese de combustíveis sintéticos ou reagentes químicos: etanol, álcool metílico, ácido fórmico e outros compostos.
«Imagine se pudéssemos gerar eletricidade limpa a partir do sol e do vento e depois usar essa eletricidade para converter qualquer dióxido de carbono novamente em combustível”, disse o primeiro autor Reggie Gomes.
Os pesquisadores não reinventaram a roda, mas usaram a conhecida reação de redução eletroquímica de dióxido de carbono (CO2R, redução eletroquímica de dióxido de carbono). Durante esta reação, o dióxido de carbono na presença de água se espalha em átomos de carbono, oxigênio e hidrogênio como bolas de bilhar após o primeiro golpe. O desafio é eventualmente montar as moléculas necessárias sem criar subprodutos. Os cientistas resolveram o problema obtendo controle sobre o comportamento das moléculas de água em solução. Para isso, brincaram com sua acidez e ajustaram as ligações eletroquímicas e eletrostáticas das moléculas.
O melhor resultado foi obtido na presença de catalisadores feitos de ouro, prata e platina. Esses metais suprimiram de forma mais eficaz as reações de formação de hidrogênio durante a reação eletroquímica. Mas isso não é adequado para a produção em massa de produtos químicos e combustíveis sintéticos – eles acabarão sendo literalmente dourados. A busca levou a catalisadores feitos de zinco comum, que existe em quantidade mais do que suficiente nas entranhas da terra e a preço de banana.
«Atualmente, a melhor maneira de fazer isso [converter CO2] eletroquimicamente em temperatura ambiente é usar metais preciosos. Ouro e prata podem suprimir ligeiramente a reação de evolução do hidrogênio, explicam os autores do trabalho. “Graças à nossa descoberta, agora podemos usar o metal zinco comum na Terra porque agora temos uma forma separada de controlar a água.”