As milhares de toneladas métricas de dióxido de carbono (CO2) emitidas por usinas elétricas a cada ano não precisam ir para a atmosfera. Os pesquisadores estão otimistas de que na próxima década seremos capazes de capturar resíduos de CO2 de forma econômica e convertê-los em moléculas úteis para matéria-prima, biocombustíveis, farmacêuticos, ou combustíveis renováveis. Em 29 de março no jornal Joule , uma equipe de cientistas canadenses e americanos descreve sua visão sobre o que devemos fazer com o CO2 e como podemos fazê-lo.

"Semelhante a como uma planta absorve dióxido de carbono, luz solar, e água para fazer açúcares, estamos interessados ​​em usar tecnologia para obter energia do sol ou de outras fontes renováveis ​​para converter CO2 em pequenas moléculas de blocos de construção que podem então ser atualizadas usando meios tradicionais de química para uso comercial, "diz Phil De Luna, candidato a doutorado em ciência dos materiais. "Estamos nos inspirando na natureza e fazendo isso com mais rapidez e eficiência."

De Luna é o primeiro autor do artigo, juntamente com o colega de pós-doutorado Oleksandr Bushuyev, ambos são membros do Edward Sargent Lab da Universidade de Toronto. Sargent, o autor sênior, é professor do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação.

A análise identificou uma série de possíveis pequenas moléculas que fazem sentido do ponto de vista econômico e podem ser feitas convertendo o CO2 capturado. Para necessidades de armazenamento de energia, hidrogênio, metano, e o etano poderia ser usado em biocombustíveis. Adicionalmente, etileno e etanol podem servir como blocos de construção para uma série de bens de consumo, e o ácido fórmico derivado de CO2 pode ser usado pela indústria farmacêutica ou como combustível em células de combustível.

Embora as tecnologias atuais que podem capturar resíduos de CO2 ainda estejam em sua infância, com novas start-ups atualmente desenvolvendo estratégias para uso comercial, os pesquisadores prevêem que as próximas décadas trarão grandes melhorias para tornar a captura e conversão de CO2 uma realidade. Dentro de 5 a 10 anos, a eletrocatálise - que estimula reações químicas por meio da eletricidade - pode ser uma forma de entrar nesse processo. E 50 anos ou mais daqui a pouco, máquinas moleculares ou nanotecnologia podem conduzir a conversão.

"Isso ainda é tecnologia para o futuro, "diz Bushuyev, "mas é teoricamente possível e viável, e estamos entusiasmados com sua ampliação e implementação. Se continuarmos a trabalhar nisso, é uma questão de tempo até que tenhamos usinas onde o CO2 é emitido, capturado, e convertido. "

Os autores estão cientes das limitações da captura e conversão de carbono. Primeiro, tem sido criticado por não ser economicamente viável, particularmente por causa do custo da eletricidade para fazer essas reações químicas ocorrerem, mas isso provavelmente diminuirá à medida que a energia renovável se espalhar com o tempo. Segundo, existem poucas fábricas com uma grande pegada de carbono que emitem CO2 puro, que é necessário para a conversão, mas a tecnologia que pode ajudar com esse problema está em desenvolvimento.

"A motivação para escrever este artigo é que queríamos uma visão clara sobre se isso poderia ser economicamente viável, e se vale a pena investir nisso, "De Luna diz." Este artigo descreve um caminho para o que podemos fazer com a conversão de dióxido de carbono nas próximas décadas. "

Muitos insights para a análise foram desenvolvidos em colaboração com Ling Tao, Genevieve Saur, e Jao van de Lagemaat, do Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA.