Uma vez despojado de contaminantes, o gás natural queima de forma muito mais limpa do que outros combustíveis fósseis. Crédito:© Yevhen Tarnavskyi / Shutterstock, Inc.
Removendo as impurezas problemáticas de sulfeto de hidrogênio (H 2 S) e dióxido de carbono (CO 2 ) do gás natural poderia se tornar mais simples e mais eficaz usando uma estrutura metal-orgânica (MOF) desenvolvida na KAUST.
Atualizar o gás natural desta forma poderia ajudar a Arábia Saudita a fazer um uso maior e mais limpo de seus abundantes suprimentos de gás natural, que pode conter altos níveis dessas duas impurezas. A tecnologia também pode promover o aumento do uso de gás natural e outros gases industriais contendo H 2 S e CO 2 em todo o mundo para colher benefícios ambientais e econômicos potencialmente grandes.
O gás natural é amplamente composto por metano (CH 4 ) e menores quantidades de outros hidrocarbonetos úteis, junto com algumas impurezas. Uma vez despojado de contaminantes, o gás natural queima de forma muito mais limpa do que outros combustíveis fósseis:ele não emite partículas de fuligem e também menos CO 2 e óxidos poluentes de nitrogênio e enxofre.
Este avanço da KAUST apoiará o programa Visão 2030 da Arábia Saudita. Esta grande iniciativa, visa reduzir a dependência do Reino do petróleo e desenvolver novas tecnologias ambientalmente sustentáveis, inclui a meta de obter 70% da energia do gás natural.
"Cumprir esta meta desafiadora exigirá maior uso de fontes de gás natural que inicialmente contêm níveis significativos de H 2 S e CO 2 , "diz Youssef Belmabkhout da equipe KAUST.
Os MOFs contêm íons de metal ou aglomerados de metal mantidos juntos por grupos químicos orgânicos baseados em carbono, conhecidos como ligantes. Reorganizar diferentes ligantes e blocos de construção moleculares inorgânicos ajusta o tamanho e as propriedades químicas do sistema de poros em MOFs e permite que eles desempenhem muitas funções úteis.
Este adsorvente MOF feito sob medida remove contaminantes de sulfeto de hidrogênio (amarelo e cinza) e dióxido de carbono (preto e vermelho) do fluxo de gás natural para um produto de metano puro (azul) (lado direito). Crédito:© 2018 KAUST
"O desafio que encontramos neste trabalho foi desenvolver um MOF contendo flúor com poros que permitissem a adsorção igualmente seletiva de H 2 S e CO 2 da corrente de gás natural, "Belmabkhout explica.
A pesquisa foi realizada por um grupo no KAUST Advanced Membranes &Porous Materials Center, liderado pelo Professor Mohamed Eddaoudi. Este centro tem uma longa história de desenvolvimento de adsorventes MOF para muitas aplicações, incluindo catálise, armazenamento de gás, detecção de gás e separação de gás.
"Avanços recentes na química do MOF na KAUST permitiram o projeto e a construção de várias plataformas do MOF com potencial para enfrentar muitos desafios relativos à segurança energética e sustentabilidade ambiental, "diz Eddaoudi.
Muitas das pesquisas sobre o aproveitamento do gás natural foram financiadas pela empresa nacional de petróleo e gás natural saudita Aramco. “O interesse da Aramco certamente corrobora a importância desse trabalho para o Reino, "acrescenta Eddaoudi.
Um novo projeto com a Aramco também está em andamento; ele investigará a ampliação do procedimento em preparação para a exploração comercial. Outras pesquisas sobre a otimização das características químicas do MOF também estão sendo discutidas com outros parceiros industriais.
"Isso é muito mais do que química, "Belmabkhout enfatiza, "Trata-se de combinar química, engenharia química e de processo, física e computação junto com parceiros industriais para promover o uso econômico de um recurso natural. "
