Folha artificial consome menos LED e captura 100 vezes mais carbono do que os sistemas anteriores

Engenheiros da Universidade de Illinois em Chicago criaram uma folha artificial econômica que pode capturar dióxido de carbono 100 vezes melhor do que os sistemas desenvolvidos até hoje. A solução é escalável para capturar dióxido de carbono do meio ambiente, casas e fábricas. O preço de emissão é inferior ao estabelecido pelo ministério relevante e equivale a US$ 145 por tonelada de CO2.

Fonte da imagem: Aditya Prajapati/UIC

De acordo com as últimas recomendações do Departamento de Energia dos EUA, o custo da captura de dióxido de carbono não deve exceder cerca de US$ 200 por tonelada. Os cientistas superaram esse número criando uma solução que consome menos de 1 W ou 0,4 kJ/h. Ao mesmo tempo, um sistema de laboratório compacto com um volume de vários litros demonstrou uma alta taxa de captura de carbono em relação à área de superfície de trabalho – 3,3 milimoles por hora por 4 cm2.

Uma pequena unidade do tamanho de um umidificador doméstico pode remover mais de 1 kg de CO2 por dia, e quatro módulos de eletrodiálise industriais podem capturar mais de 300 kg de CO2 por hora dos gases de combustão. Ressaltamos que não estamos falando da absorção de carbono de cilindros pressurizados, o que geralmente é pecado em laboratórios, mas da extração de CO2 do ar ambiente ou do sistema de exaustão de fumaça. Esta é a solução ideal para formas simples de capturar dióxido de carbono em casa e na indústria.

O sistema funciona da seguinte forma. Tem lados secos e molhados com uma diferença de potencial. Idealmente, o sistema é baseado em fotodetectores para gerar energia de forma independente a partir da luz solar, por exemplo. Há uma membrana no meio do sistema. O dióxido de carbono do ar ou gás de combustão é absorvido pela solução orgânica seca para formar íons bicarbonato, que migram através da membrana e se dissolvem na solução líquida em CO2 concentrado. A diferença de potencial acelera os processos de migração e conversão de íons.

«No lado seco, o solvente orgânico combina com o dióxido de carbono disponível, criando uma concentração de bicarbonato ou bicarbonato de sódio na membrana. À medida que o bicarbonato se acumula, os íons carregados negativamente são atraídos através da membrana para o eletrodo carregado positivamente na solução à base de água no lado úmido da membrana. A solução líquida dissolve o bicarbonato de volta em dióxido de carbono, que pode ser liberado e usado como combustível ou para outros fins”, explicam os inventores.

«Nosso sistema de folhas artificiais pode ser implantado fora do laboratório, onde pode desempenhar um papel significativo na redução das emissões de gases de efeito estufa devido à sua alta taxa de captura de carbono, custo relativamente baixo e consumo moderado de energia, mesmo quando comparado aos melhores sistemas de laboratório ”. Disse Minesh.Meenesh Singh, Professor Associado de Engenharia Química, Faculdade de Engenharia da UIC e Autor Correspondente.