Elton Alisson | Ag\u00eancia FAPESP \u2013 A procura por novas tecnologias para captura e armazenamento de di\u00f3xido de carbono (CO2) tem aumentado em raz\u00e3o da preocupa\u00e7\u00e3o cada vez maior em reduzir os impactos clim\u00e1ticos causados pelo aumento da concentra\u00e7\u00e3o desse g\u00e1s de efeito estufa na atmosfera.<\/p>\n
Uma tecnologia desenvolvida por pesquisadores do Centro de Ci\u00eancia e Tecnologia dos Materiais do Instituto de Pesquisas Energ\u00e9ticas e Nucleares (Ipen), em colabora\u00e7\u00e3o com colegas da Universidade de Aveiro, de Portugal, \u00e9 baseada em membranas cer\u00e2micas comp\u00f3sitas (feitas por meio da combina\u00e7\u00e3o de materiais diferentes). E promete ser mais eficiente do que as solu\u00e7\u00f5es dispon\u00edveis hoje para separar CO2 de misturas gasosas.<\/p>\n
O projeto \u00e9 realizado no \u00e2mbito do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) \u2013 um Centro de Pesquisa, Inova\u00e7\u00e3o e Difus\u00e3o (CEPID) apoiado pela FAPESP.<\/p>\n
\u201cEssencialmente, o que temos tentado desenvolver \u00e9 um sistema que consiga separar o CO2 de misturas gasosas \u2013 como a fuma\u00e7a que sai da chamin\u00e9 de uma ind\u00fastria e que emite di\u00f3xido de carbono como poluente, por exemplo \u2013 ou que pode ser resultado da queima de um combust\u00edvel, como o g\u00e1s natural\u201d, disse Fernando Manuel Bico Marques, professor do Departamento de Engenharia de Materiais e Cer\u00e2mica da Universidade de Aveiro e um dos pesquisadores participantes do projeto, \u00e0 Ag\u00eancia FAPESP.<\/p>\n
De acordo com Marques \u2013 que est\u00e1 no Brasil para desenvolver parte da pesquisa no Ipen com aux\u00edlio da FAPESP \u2013, as tecnologias dispon\u00edveis para separa\u00e7\u00e3o de CO2 se baseiam no uso de solventes para absor\u00e7\u00e3o, de adsorventes s\u00f3lidos (superf\u00edcies de ades\u00e3o de mol\u00e9culas de um fluido) como separadores s\u00f3lidos e membranas.<\/p>\n
Dentre essas tecnologias, as membranas eletroqu\u00edmicas de separa\u00e7\u00e3o t\u00eam despontado como uma alternativa promissora para essa finalidade porque, entre outras vantagens, consomem menos energia e s\u00e3o escalon\u00e1veis.<\/p>\n
O problema das membranas de separa\u00e7\u00e3o existentes atualmente \u2013 compostas por materiais inorg\u00e2nicos, org\u00e2nicos (como pol\u00edmeros) ou a combina\u00e7\u00e3o dessas duas classes de materiais \u2013, contudo, \u00e9 que n\u00e3o conseguem selecionar totalmente CO2 de misturas gasosas e operar em altas temperaturas, acima dos 400 \u00baC, por exemplo.<\/p>\n
\u201cN\u00e3o \u00e9 trivial separar CO2 de uma mistura gasosa, como a proveniente da queima do g\u00e1s natural, cuja temperatura pode atingir 1.000 \u00baC e que, al\u00e9m de CO2, tamb\u00e9m tem mon\u00f3xido de carbono, \u00f3xidos de enxofre, vapor d\u2019\u00e1gua e uma s\u00e9rie de outras mol\u00e9culas com tamanhos diferentes\u201d, disse Marques.<\/p>\n
\u201cPor isso, os sistemas de membrana de separa\u00e7\u00e3o precisam ter alta seletividade e ser capazes de operar em altas temperaturas\u201d, afirmou.<\/p>\n
A fim de superar essas barreiras, os pesquisadores pretendem desenvolver membranas comp\u00f3sitas para separa\u00e7\u00e3o seletiva de CO2 a altas temperaturas por meio da combina\u00e7\u00e3o de eletr\u00f3litos (solu\u00e7\u00f5es que permitem a passagem de el\u00e9trons) de pilhas a combust\u00edvel \u00e0 base de \u00f3xido de c\u00e9rio e de carbonatos alcalinos fundidos.<\/p>\n
Nesse sistema, baseado em fen\u00f4menos eletroqu\u00edmicos, os eletr\u00f3litos \u00e0 base de \u00f3xido de c\u00e9rio exercem a fun\u00e7\u00e3o de condutores de \u00edons \u00f3xido, enquanto os de carbonatos alcalinos fundidos desempenham o papel de condutores de \u00edons carbonatos.<\/p>\n
Ao atravessar a membrana cer\u00e2mica, as mol\u00e9culas de CO2 presentes em uma mistura gasosa combinam-se com os \u00edons \u00f3xidos e formam CO32\u2212 (\u00edons carbonatos).<\/p>\n
Os \u00edons carbonatos s\u00e3o transportados pelos carbonatos alcalinos fundidos ao longo da membrana, at\u00e9 ao lado oposto, onde se decomp\u00f5em e liberam CO2.<\/p>\n
Os \u00edons \u00f3xidos retornam, ent\u00e3o, \u00e0s suas posi\u00e7\u00f5es de origem na membrana para se combinarem com novas mol\u00e9culas de CO2 e reiniciarem um novo ciclo do processo de separa\u00e7\u00e3o do composto de misturas gasosas.<\/p>\n
\u201cO grande desafio para a produ\u00e7\u00e3o dessas membranas de separa\u00e7\u00e3o seletiva de CO2 a altas temperaturas \u00e9 o de combinar esses dois materiais \u2013 \u00f3xidos de c\u00e9rio e carbonatos alcalinos fundidos \u2013 em uma microestrutura comp\u00f3sita adequada para garantir que o sistema tenha o m\u00e1ximo de efici\u00eancia\u201d, explicou Marques.<\/p>\n
Segundo o pesquisador, a demonstra\u00e7\u00e3o do conceito das membranas cer\u00e2micas comp\u00f3sitas para separa\u00e7\u00e3o seletiva de CO2 j\u00e1 foi feita. Agora, o que se pretende \u00e9 aprimorar os n\u00edveis de efici\u00eancia desse sistema a fim de torn\u00e1-lo interessante para aplica\u00e7\u00f5es industriais.<\/p>\n
\u201cNa \u00e1rea de membranas a refer\u00eancia de um sistema com alta efici\u00eancia na separa\u00e7\u00e3o de CO2 \u00e9 de um mililitro por cent\u00edmetro quadrado por minuto. E j\u00e1 atingimos aproximadamente 60% desse n\u00famero\u201d, disse.<\/p>\n
O custo dessa tecnologia em compara\u00e7\u00e3o com as existentes poder\u00e1 ser muito competitivo, em raz\u00e3o de os materiais que utiliza \u2013 os \u00f3xidos s\u00f3lidos e os carbonatos fundidos \u2013 j\u00e1 serem muito conhecidos e amplamente utilizados, estima Marques.<\/p>\n
Os carbonatos s\u00e3o muito baratos e a quantidade de \u00f3xido de c\u00e9rio utilizada \u00e9 bastante pequena. \u201cAl\u00e9m do baixo custo dos materiais envolvidos, esse sistema pode funcionar por muitos anos, sem a necessidade de manuten\u00e7\u00e3o\u201d, disse. (Fonte: Ag\u00eancia Fapesp)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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