Cientistas australianos abriram caminho para combustível neutro em carbono com o desenvolvimento de um novo catalisador eficiente que converte dióxido de carbono (CO2) do ar em gás natural sintético em um processo 'limpo' usando energia solar.

Realizado pela Universidade de Adelaide em colaboração com CSIRO, a pesquisa pode viabilizar um processo com enorme potencial para substituir os combustíveis fósseis e continuar a usar as tecnologias existentes de combustível à base de carbono sem aumentar o CO2 atmosférico.

O catalisador que os pesquisadores desenvolveram conduz com eficácia o processo de combinação de CO2 com hidrogênio para produzir metano (o principal componente do gás natural de combustível fóssil) e água. Atualmente, o gás natural é um dos principais combustíveis utilizados nas atividades industriais.

"Capturar carbono do ar e utilizá-lo em processos industriais é uma estratégia para controlar as emissões de CO2 e reduzir a necessidade de combustíveis fósseis, "diz a candidata ao doutorado da Universidade de Adelaide, Renata Lippi, primeiro autor da pesquisa publicada online antes da impressão no Journal of Materials Chemistry A .

“Mas para que isso seja economicamente viável, precisamos de um processo com eficiência energética que utilize CO2 como fonte de carbono.

“A pesquisa mostrou que o hidrogênio pode ser produzido de forma eficiente com energia solar. Mas combinar o hidrogênio com CO2 para produzir metano é uma opção mais segura do que usar o hidrogênio diretamente como fonte de energia e permite o uso da infraestrutura de gás natural existente.

"O principal obstáculo, Contudo, é o catalisador - um composto necessário para conduzir a reação porque o CO2 é geralmente um produto químico muito inerte ou não reativo. "

O catalisador foi sintetizado a partir de cristais porosos denominados estruturas metal-orgânicas que permitem o controle espacial preciso dos elementos químicos.

"O processo de descoberta do catalisador envolveu a síntese e triagem de mais de cem materiais. Com a ajuda da instalação de teste rápido de catalisador da CSIRO, pudemos testar todos eles rapidamente, permitindo que a descoberta fosse feita em um período de tempo muito mais curto, "disse a Dra. Danielle Kennedy, Diretor da AIM Future Science Platform com CSIRO. "Esperamos continuar colaborando com a Universidade de Adelaide para permitir que a energia renovável e o hidrogênio sejam aplicados à fabricação de produtos químicos pela indústria australiana."

Com outros catalisadores, tem havido problemas em torno da má conversão de CO2, produção indesejada de monóxido de carbono, estabilidade do catalisador, baixas taxas de produção de metano e altas temperaturas de reação.

Este novo catalisador produz metano quase puro de CO2 com eficiência. A produção de monóxido de carbono foi minimizada e a estabilidade é alta sob reação contínua por vários dias e após desligamento e exposição ao ar. Mais importante, apenas uma pequena quantidade do catalisador é necessária para alta produção de metano, o que aumenta a viabilidade econômica. O catalisador também opera em temperaturas amenas e baixas pressões, tornando possível a energia solar térmica.

"O que produzimos é altamente ativo, altamente seletivo (produzindo metano quase puro sem produtos colaterais) e catalisador estável que funcionará com energia solar, "diz o líder do projeto, Professor Christian Doonan, Diretor do Centro de Nanomateriais Avançados da Universidade. "Isso torna o combustível neutro em carbono de CO2 uma opção viável."