Pesquisa de um novo e melhor material para absorção de CO2 - Ciência e Engenharia de Materiais

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sexta-feira, 28 de agosto de 2020

Pesquisa de um novo e melhor material para absorção de CO2



Resumo: O aquecimento global está aumentando por causa da emissão de gases de diversas atividades humanas. Por isso, pesquisadores buscam por materiais capazes de capturar o dióxido de carbono destas emissões com a ajuda de métodos computacionais.



O efeito estufa é um fenômeno atmosférico que regula a temperatura do planeta pois retêm parte da energia solar. Porém devido as atividades humanas, existe muita produção de gases com dióxido de carbono (CO2) que se movem para a atmosfera, perturbando o equilíbrio, resultando no aquecimento global.


Atualmente existem muitas pesquisas sobre como reduzir ou então capturar os gases emitidos. Eles são chamados de “gases de combustão”, que se refere aos gases que saem de tubulações, chaminé, etc., como produto da combustão em um forno, caldeira ou gerador de vapor. Porém, são geralmente associados aos vapores que saem das fábricas.


Uma forma de reduzir o impacto contaminante dos gases de combustão é tirar o CO2 e fazer um armazenamento geológico ou então reciclar. Tendo isto em mente, uma equipe de pesquisadores dirigido por Berend Smit da Escola Politécnica Federal de Lausana (EPFL) desenharam um material que pode capturar o dióxido de carbono dos gases de combustão úmidos melhor que os atuais materiais comerciais.


Os materiais capazes de capturar CO2 são muito melhores na captura de agua, por isso não são muito úteis com gases de combustão úmidos. Dentro do material, o CO2 e a agua competem para ocupar os mesmos sítios de adsorção, mas realmente a estrutura do material é a que captura a molécula de água.


Prevendo este problema, os pesquisadores desenharam um novo material no qual não é afetado pelas moléculas de agua e pode ser capturado com maior eficiência o CO2 dos gases de combustão úmidos.


Para diminuir a dificuldade de desenhar novos materiais, foi utilizado métodos computacionais. Atualmente, criar um fármaco é muito complexo e caro, e por isso nos últimos anos está sendo utilizado métodos computacionais para se fazer milhões de ensaios com moléculas para pesquisar quais se unirão a certa proteína relacionada com a doença em questão.


Os pesquisadores da EPFL, tendo o mesmo ponto de vista, criaram 325.000 materiais pelo computador com o objetivo de relaciona-lo com o CO2. Todos os materiais pertencem a família da Estrutura Organometálica (MOF). Para reduzir este número, buscaram estruturas entre os MOFs que se unem muito bem com o CO2 e não com água. Assim, a busca se reduziu a 35 materiais depois de adicionar os parâmetros específicos de eficiência.


Este trabalho foi realizado com colaborações das Unversidades da California Berkeley, Universidade de Ottawa, Universidade Heriot-Watt e também da Universidade de Granada.


"Os experimentos realizados em Berkeley mostraram que as nossas previsões estavam corretas", disse Smit. "O grupo em Heriot-Watt demostrou que nossos materiais desenhados podem capturar dióxido de carbono dos gases de combustão úmidos melhor que os materiais comerciais.



Referência:

Nik Papageorgiou. New material design tops carbon-capture from wet flue gases, EPFL News, 11 de dezembro, 2019; DOI: 10.1038/s41586-019-1798-7


Redação: Dennis Gonzales - UNILA