Por volta de 2800 AC, os antigos habitantes de Ur, A Mesopotâmia fez uma descoberta que mudaria a civilização. Eles aprenderam que se misturassem cobre e estanho em uma liga, o novo material compósito era mais forte, mais útil, e mais valioso do que qualquer substância feita pelo homem até hoje. Deu nome a toda a época que revolucionou. Bronze.
Mais de 4000 anos depois, em um estudo publicado em Nature Energy este mês, pesquisadores do Instituto de Ciências Integradas de Material Celular da Universidade de Kyoto (iCeMS), Imperial College de Londres e City University of Hong Kong, revelam como eles estão usando este método antigo para desenvolver novos materiais igualmente revolucionários que irão resolver um dos enormes problemas que afetam o século 21:como capturar e armazenar dióxido de carbono.
"É fácil ignorar a escala colossal do problema, "explica o professor Easan Sivaniah, que liderou o estudo no desenvolvimento de membranas de matriz mista (MMMs), os superfiltros finos de polímero altamente projetados que irão potencialmente revolucionar a tecnologia de captura e armazenamento de carbono (CCS). As maiores usinas elétricas a carvão podem emitir dióxido de carbono suficiente em um único dia para encher a Grande Pirâmide de Gizé 12 vezes. E há mais de cinco mil grandes usinas de combustível fóssil, com média de produção de 500 megawatts, operando globalmente com mais vindo online. Que é um volume fenomenal de gás de efeito estufa para separar e armazenar.
"Até agora, as tecnologias de membrana de polímero para aplicações de separação de gás não estavam à altura da tarefa, "Sivaniah diz. Ou eles são muito lentos, ou como o jornal revela, no caso de polímeros de alta permeabilidade, raramente geram 'seletividade' suficiente - a capacidade de separar gases - para a captura de CO2 com eficiência energética. Isso tem implicações de custo importantes para a implementação de tecnologias de membrana em projetos de captura de carbono em grande escala.
Aí está o problema. Em um estudo publicado em 2016 em Nature Energy , David M. Rainer, da Judge Business School da University of Cambridge, demonstrou como a grande maioria dos projetos de demonstração de CCS de bilhões de dólares iniciados na América do Norte, a União Europeia e a Austrália, no auge do otimismo da CCS em 2005-2009, agora estavam efetivamente em ruínas.
"Para que o CCS comece a desempenhar um papel mais amplo na realidade, em vez de simplesmente nos modelos de implantação futura, "Rainer conclui, "É imperativo começar a diferenciar tecnologias mais e menos caras [se] o CCS quiser emergir de seu próprio Vale da Morte".
Prof. Tatsuo Masuda, o ex-líder do projeto "The Carbon Management Coalition (CMC)", uma iniciativa do Global Agenda Council on Decarbonizing Energy no World Economic Forum, enfatiza:"Tecnologias emergentes das universidades mais avançadas, como os desenvolvidos pelo Professor Sivaniah em Kyoto, que abordam os desafios de desempenho e custo em CCS, deve ser acelerado para atividades piloto e de implementação, já que a necessidade de tais avanços tecnológicos é a maior de todos os tempos. É a chave. "
"Como aqueles antigos mesopotâmicos, quando confrontados com novas demandas, precisávamos de novos materiais revolucionários, "explica Sivaniah. O grupo, bem ciente das questões de acessibilidade, bem como velocidade e seletividade, virou-se para MOFs. Esses são os aditivos nanométricos desenvolvidos pelo eminente cientista japonês Susumu Kitagawa. Incorporando essas partículas nanométricas revolucionárias em um polímero de última geração, PIM-1 originalmente descoberto na Universidade de Manchester pelos professores Peter Budd e Neil McKeown, a equipe internacional conseguiu criar membranas de matriz mista (MMMs) com melhorias substanciais de seletividade.
"Melhoramos muito suas capacidades, o que significa que podemos potencialmente trazer enormes reduções de custos para programas de CCS em grande escala. Uma redução de dez vezes nos custos de grandes projetos não é inimaginável, o que pode muito bem trazer os programas de CCS de volta ao reino da aceitabilidade política ".
