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A energia nuclear pode travar o aquecimento global
A reutilização neutra em carbono de CO 2 surgiu como uma
alternativa para enterrar o gás de efeito estufa no subsolo. Num novo estudo
publicado na Nature Energy , pesquisadores da Universidade de Stanford e da
Universidade Técnica da Dinamarca (DTU) mostram como a eletricidade e um
catalisador abundante na Terra podem converter CO 2 em monóxido de carbono (CO)
rico em energia. O catalisador, vóxido de cério, é muito mais resistente.
Retirar o oxigénio do CO 2 para produzir gás CO é o primeiro passo para
transformar o CO 2 em combustível líquido e outros produtos, como gás sintético
e plástico. A adição de hidrogénio ao CO pode produzir combustíveis como diesel
sintético e o equivalente a combustível de aviação. A equipe prevê o uso de
energia renovável para produzir o CO e as conversões subsequentes, o que
resultaria em produtos neutros em carbono.
"Mostramos que
podemos usar a eletricidade para reduzir o CO 2 em CO com 100% de seletividade
e sem produzir o subproduto indesejado do carbono sólido", disse
William Chueh, professor associado de ciência e engenharia de materiais em
Stanford, um dos três principais autores.
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Vantagens dos combustíveis sintetizados
Umas vantagens que os combustíveis líquidos sustentáveis teriam,
em relação á energia elétrica, é que poderiam ser usadas todas as
infraestruturas existentes no uso de gasolina e diesel, como motores, tubagens
e postos de gasolina. Além disso, as dificuldades para a eletrificação de
aviões e navios e viagens de longa distância e o grande peso das baterias, não
seriam problemas para estes combustíveis neutros em carbono.
Embora as plantas transformem o CO 2 em açúcares ricos em
carbono naturalmente, mas até agora, um caminho eletroquímico artificial para
CO ainda não conseguiu ser comercializado.
Os maiores problemas são, os dispositivos usam muita eletricidade,
convertem uma baixa percentagem de moléculas de CO 2 ou produzem carbono puro
que destrói o dispositivo. Os investigadores do novo estudo examinaram primeiro
como diferentes dispositivos tiveram sucesso e falharam na eletrólise de CO 2 .
Construíram duas células para testes de conversão de CO 2,
uma com óxido de cério e outra com catalisadores convencionais à base de
níquel. O elétrodo de cério permaneceu estável, enquanto os depósitos de
carbono danificaram o elétrodo de níquel, reduzindo significativamente a vida
útil do catalisador.
Chegar á comercialização
Eliminar a morte celular precoce pode reduzir
significativamente o custo da produção comercial de CO. Evitar o acumular de
carbono também permite que o novo tipo de dispositivo converta mais CO 2 em CO,
o que é limitado a bem abaixo de 50% da concentração do produto CO nas células
atuais. o que pode reduzir os custos de produção.
"O mecanismo de supressão
de carbono no cério é baseado na captura do carbono na forma oxidada estável.
Conseguimos explicar esse comportamento com modelos de redução de CO 2 a
temperatura elevada, o que foi confirmado com espectroscopia de fotoelétrons de
raios X da célula em operação ", disse Michal Bajdich, autor sênior do
artigo e cientista associado do SUNCAT Center for Interface Science &
Catalysis, uma parceria entre o SLAC National Accelerator Laboratory e a
Stanford's School of Engineering.
O custo elevado da captura de CO 2 tem sido uma barreira
para armazena-lo no subsolo em larga escala, e esse alto custo pode ser uma
barreira ao uso de CO 2 para produzir combustíveis e produtos químicos mais
sustentáveis. No entanto, o valor de mercado desses produtos combinado com
pagamentos para evitar as emissões de carbono pode ajudar as tecnologias que
usam CO 2 a superar o obstáculo mais rapidamente.
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Hidrogénio, o combustível do futuro energético limpo e seguro
William Chueh também é membro do Precourt Institute for
Energy de Stanford. Os outros autores de Stanford são o ex-aluno de doutorado
Zixuan Guan, o pós-doutorado Michael Machala, os pós-doutorados Matteo Monti e
Chirranjeevi B. Gopal e o pós-doutorado do SLAC, Jose A. Garrido Torres. Os
co-autores da DTU são o candidato a PhD Lev Martinez, o líder do grupo nanolab
Eugen Stamate e ainvestigadora Simone Sanna, Ethan J. Crumlin, o cientista do
Lawrence Berkeley National Laboratory, e Max Garcia Melchor, professor
assistente do Trinity College, Dublin.
Este projeto foi apoiado pela Haldor Topsoe A / S,
Innovation Fund Denmark, Agência Dinamarquesa de Ciência, Tecnologia e Inovação
e Energinet.dk., Departamento de Energia dos EUA, Centro SUNCAT e um prêmio da
National Science Foundation CAREER.
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Fonte//ScienceDaily
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