Os pesquisadores usaram metais líquidos para transformar o dióxido de carbono em carvão sólido, em uma inovação mundial que poderia transformar nossa abordagem de captura e armazenamento de carbono.

A equipe de pesquisa liderada pela RMIT University em Melbourne, Austrália, desenvolveram uma nova técnica que pode converter com eficiência o CO2 de um gás em partículas sólidas de carbono.

Publicado no jornal Nature Communications , a pesquisa oferece um caminho alternativo para a remoção segura e permanente do gás de efeito estufa de nossa atmosfera.

As tecnologias atuais para captura e armazenamento de carbono se concentram na compressão de CO2 em uma forma líquida, transportá-lo para um local adequado e injetá-lo no subsolo.

Mas a implementação foi dificultada por desafios de engenharia, questões sobre viabilidade econômica e preocupações ambientais sobre possíveis vazamentos dos locais de armazenamento.

O pesquisador da RMIT, Dr. Torben Daeneke, disse que converter o CO2 em um sólido poderia ser uma abordagem mais sustentável.

"Embora não possamos literalmente voltar no tempo, transformar o dióxido de carbono em carvão e enterrá-lo de volta no solo é um pouco como retroceder o relógio de emissões, "Daeneke, um pesquisador australiano do DECRA Fellow, disse.

"A data, O CO2 só foi convertido em um sólido em temperaturas extremamente altas, tornando-o industrialmente inviável.

"Usando metais líquidos como catalisador, mostramos que é possível transformar o gás de volta em carbono à temperatura ambiente, em um processo eficiente e escalonável.

"Embora mais pesquisas precisem ser feitas, é um primeiro passo crucial para fornecer armazenamento sólido de carbono. "

Como funciona a conversão de carbono

Autor principal, Dra. Dorna Esrafilzadeh, um Vice-Chancellor's Research Fellow na Escola de Engenharia da RMIT, desenvolveu a técnica eletroquímica para capturar e converter CO2 atmosférico em carbono sólido armazenável.

Para converter CO2, os pesquisadores projetaram um catalisador de metal líquido com propriedades de superfície específicas que o tornaram extremamente eficiente na condução de eletricidade enquanto ativa quimicamente a superfície.

O dióxido de carbono é dissolvido em um copo cheio com um eletrólito líquido e uma pequena quantidade do metal líquido, que é então carregado com uma corrente elétrica.

O CO2 se converte lentamente em flocos sólidos de carbono, que são naturalmente separados da superfície do metal líquido, permitindo a produção contínua de sólido carbonáceo.

Esrafilzadeh disse que o carbono produzido também pode ser usado como um eletrodo.

"Um benefício colateral do processo é que o carbono pode conter carga elétrica, tornando-se um supercapacitor, portanto, pode ser potencialmente usado como um componente em veículos futuros. "

“O processo também produz combustível sintético como subproduto, que também poderia ter aplicações industriais. "

A pesquisa foi conduzida no Centro de Pesquisa MicroNano da RMIT e no Centro de Microscopia e Microanálise da RMIT, com o investigador principal, Membro Honorário do RMIT e Prêmio ARC, Professor Kourosh Kalantar-Zadeh (agora UNSW).

A pesquisa é apoiada pelo Australian Research Council Centre para Future Low-Energy Electronics Technologies (FLEET) e pelo ARC Centre of Excellence for Electromaterials Science (ACES).

A colaboração envolveu pesquisadores da Alemanha (Universidade de Munster), China (Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de Nanjing), os EUA (North Carolina State University) e a Austrália (UNSW, Universidade de Wollongong, Monash University, QUT).

O artigo é publicado em Nature Communications ("Redução de CO2 em temperatura ambiente para espécies de carbono sólido em metais líquidos com interfaces de cério atomicamente finas", DOI:10.1038 / s41467-019-08824-8).