Tecnologias que limitam ou reduzem a emissão de CO₂ - Ciência e Engenharia de Materiais

Hot

segunda-feira, 31 de agosto de 2020

Tecnologias que limitam ou reduzem a emissão de CO₂

 




Resumo: Projetos visam reduzir ou limitar a emissão de gás CO₂ com o apoio do Centro de Captura, Utilização e Armazenamento de Carbono da Iniciativa de Energia do MIT.



As tecnologias de captura, utilização e armazenamento de carbono (CCUS) têm o objetivo de limitar ou reduzir a quantidade de CO₂ na atmosfera, como parte de um conjunto de abordagens para diminuir as mudanças climáticas. O centro de CCUS está trabalhando para enfrentar esses desafios com um grupo de membros das indústrias que estão apoiando pesquisas promissoras do MIT.


O projeto de Henry e Barton, "Menor custo, livre de CO₂, produção de H₂ a partir de CH₄ usando estanho líquido", investiga o uso de pirólise de metano ao invés de reforma de metano a vapor (SMR) para produção de hidrogênio.


Atualmente, a produção de hidrogênio é responsável por aproximadamente 1% das emissões globais de CO₂ e o método de produção predominante é SMR. O processo SMR depende da formação de CO₂, portanto, substituí-lo por outra abordagem economicamente competitiva para produzir hidrogênio evitaria as emissões.


O trabalho de Henry e Barton é uma nova abordagem de um processo existente, a pirólise do metano. Como o SMR, a pirólise do metano usa o metano como fonte de hidrogênio, mas segue um caminho diferente. O SMR usa o oxigênio da água para liberar o hidrogênio, ligando preferencialmente o oxigênio ao carbono do metano, produzindo gás CO₂ no processo. Na pirólise do metano, o metano é aquecido a uma temperatura tão alta que a própria molécula se torna instável e se decompõe em gás hidrogênio e carbono sólido.


Embora a ideia da pirólise do metano já exista há muitos anos, tem sido difícil de comercializar devido à formação do subproduto sólido, que pode se depositar nas paredes do reator, eventualmente obstruindo-o. Esse problema torna o processo impraticável. O projeto de Henry e Barton usa uma nova abordagem em que a reação é facilitada com estanho fundido inerte, evitando entupimento.


Outro projeto nomeado "Monitoramento de alta fidelidade para captura de carbono: investigação geofísica e geoquímica integrada de dados de campo e de laboratório", Peč planeja realizar um estudo abrangente para obter uma compreensão dos processos quimio-mecânicos acoplados que acompanham o armazenamento de CO₂.


O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas estima que 100 a 1.000 gigatoneladas de CO₂ devem ser removidos da atmosfera até o final do século. Esses grandes volumes só podem ser armazenados abaixo da superfície da Terra, e esse armazenamento deve ser realizado com segurança e proteção, sem permitir qualquer vazamento de volta para a atmosfera.


Uma estratégia de armazenamento promissora é a mineralização de CO₂ - especificamente pela dissolução de CO₂ gasoso na água, que então reage com rochas para formar minerais carbonáticos. Das tecnologias propostas para a captura de carbono, essa abordagem é única, pois a captura é permanente: o CO₂ torna-se parte de um sólido inerte, portanto, não pode escapar de volta para o meio ambiente. As rochas basálticas, a rocha vulcânica mais comum na Terra, apresentam bons locais para injeção de CO₂ devido à sua ampla ocorrência e altas concentrações de cátions divalentes, como cálcio e magnésio, que podem formar minerais carbonáticos.




Referência:

Emily Dahl. Two projects receive funding for technologies that avoid carbon emissions. MIT Energy Initiative. August 20, 2020.


Redação: Nathielle Harka - UNILA