Três maneiras diferentes de eletrorredução de CO2 poderiam potencialmente fechar o ciclo do carbono. Crédito:Delft University of Technology
Pode parecer bom demais para ser verdade, mas o estudante de doutorado da TU Delft, Ming Ma, encontrou uma maneira de produzir álcool a partir do ar. Ou para ser mais preciso, ele descobriu como controlar de forma eficaz e precisa o processo de eletrorredução de CO 2 para produzir uma ampla gama de produtos úteis, incluindo álcool. Ser capaz de usar CO 2 como tal, um recurso pode ser fundamental no combate às mudanças climáticas. Sua defesa de doutorado ocorrerá em 14 de setembro º .
Captura e Utilização de Carbono (CCU)
Para mitigar o CO atmosférico 2 concentração, A captura e utilização de carbono (CCU) pode ser uma estratégia alternativa viável para captura e sequestro de carbono (CCS). A redução eletroquímica do CO 2 aos combustíveis e produtos químicos de valor agregado atraiu considerável atenção como uma solução promissora. Nesse processo, o CO capturado 2 é usado como um recurso e convertido em monóxido de carbono (CO), metano (CH 4 ), etileno (C 2 H 4 ), e até mesmo produtos líquidos, como ácido fórmico (HCOOH), metanol (CH 3 OH) e etanol (C 2 H 5 OH).
Os hidrocarbonetos de alta densidade de energia podem ser direta e convenientemente utilizados como combustíveis na infraestrutura de energia atual. Além disso, a produção de CO é muito interessante, pois pode ser usado como matéria-prima no processo Fischer-Tropsch, uma tecnologia bem desenvolvida que tem sido amplamente utilizada na indústria para converter gás de síntese (CO e hidrogênio (H 2 )) em produtos químicos valiosos, como metanol e combustíveis sintéticos (como combustível diesel). A figura anexa descreve esses três processos e a forma como a eletrorredução de CO 2 poderia potencialmente fechar o ciclo do carbono.
Ajuste preciso do processo
Em sua tese de doutorado, Ming Ma, trabalhando no grupo do Dr. Wilson A. Smith, descreve os processos que ocorrem em nanoescala quando diferentes metais são usados na eletrorredução de CO 2 . Por exemplo, o uso de nanofios de cobre no processo de eletrorredução leva à produção de hidrocarbonetos, enquanto a prata nanoporosa pode produzir CO. Além disso, como Ma descobriu, o processo pode ser regulado com muita precisão mudando os comprimentos dos nanofios, e o potencial elétrico. Ajustando essas condições, ele é capaz de produzir qualquer produto à base de carbono, ou combinações em qualquer proporção desejada, produzindo assim os recursos para os três processos de acompanhamento descritos acima.
O uso de ligas metálicas no processo leva a resultados ainda mais interessantes. Enquanto a platina sozinha produz hidrogênio, e ouro gera CO, uma liga desses dois metais inesperadamente também produz ácido fórmico (HCOOH) em quantidades relativamente grandes. O ácido fórmico tem potencialmente um uso muito promissor em células de combustível.
Próximos passos
Agora que esses processos foram mapeados, as próximas etapas para a equipe do Smith Lab for Solar Energy Conversion and Storage at TU Delft, (Ma é o primeiro aluno de doutorado a se formar no laboratório de Wilson Smiths) deve procurar maneiras de melhorar a seletividade de produtos individuais e começar a projetar maneiras de expandir esse processo.
Smith acaba de receber uma concessão inicial ERC para fazer exatamente isso:'melhorar nossa compreensão dos complicados mecanismos de reação a fim de obter melhor controle do CO 2 processo eletrocatalítico '.
Outro trabalho no laboratório se concentra na divisão da água movida a energia solar:uma solução simples torna a produção de hidrogênio por meio da divisão solar da água mais eficiente e mais barata, e barato, fotoeletrodo eficiente e estável pode melhorar a divisão da água com energia solar.
