Redução de CO2 como fonte de combustível sustentável e introdução ao efeito plastrão. uma, A geração de combustível renovável por meio da redução de CO2 e oxidação de H2O. b, O requisito cinético versus termodinâmico de várias reações de redução de CO2. Os valores traçados são baseados na equação de reação dada acima do gráfico, feito estequiométrico de acordo com a composição do produto. c, d, O efeito plastrão:o uso de uma superfície hidrofóbica para reter uma camada de gás entre a interface solução-sólido. Isso é ilustrado em um sino-aranha de mergulho para respiração subaquática em c e em uma superfície dendrítica hidrofóbica de Cu para redução de CO2 aquoso em d. A foto do sino-aranha mergulhador foi adaptada de Seymour e Hetz com permissão da The Company of Biologists. Crédito: Materiais da Natureza (2019). DOI:10.1038 / s41563-019-0445-x
Uma equipe de pesquisadores afiliados a várias instituições na França encontrou uma maneira de melhorar a conversão de CO 2 em combustíveis, imitando o comportamento do sino-aranha mergulhador. Em seu artigo publicado na revista Materiais da Natureza , o grupo descreve o uso de bolhas de ar capturadas para melhorar a eficiência de conversão de dióxido de carbono em combustíveis utilizáveis.
Processos eletroquímicos atuais que convertem CO 2 em hidrocarbonetos normalmente usa cobre como um eletrocatalisador - geralmente é revestido com eletrodos e imerso em um líquido que contém dióxido de carbono. A aplicação de eletricidade desencadeia o processo de redução que converte o CO 2 em metano, etanol, etileno e dióxido de carbono. Infelizmente, tais processos também produzem gás hidrogênio, o que reduz a eficiência do processo. Os esforços para melhorar o processo envolveram a formação dos eletrodos em nanoestruturas ou a dopagem do cobre com outros materiais. Mas até agora, tais esforços não resultaram em melhorias de eficiência adequadas. Neste novo esforço, os pesquisadores buscaram inspiração na aranha mágica do mergulho.
As aranhas-sino mergulhadoras são capazes de nadar debaixo d'água porque têm pêlos fortemente hidrofóbicos em sua barriga que permitem prender uma bolha de ar, que a aranha usa para respirar debaixo d'água. Os pesquisadores pensaram que se o cobre em um CO 2 processo de conversão fez praticamente a mesma coisa, mais dióxido de carbono seria exposto ao cobre durante a conversão, melhorando a eficiência. Para esse fim, eles forjaram um pedaço de cobre com minúsculos, em forma de árvore em sua superfície e revestida com um material hidrofóbico. Quando o cobre foi mergulhado em um CO 2 -contendo solução, bolhas formadas na superfície do cobre. E quando a eletricidade foi aplicada, o processo de conversão ocorreu normalmente, com uma grande diferença. O processo foi muito mais eficiente.
Os pesquisadores relatam que a eficiência da conversão foi de aproximadamente 56 e 17 por cento para etileno e etanol, em comparação com 9 e 4 por cento nos sistemas convencionais. Também, a produção de hidrogênio foi medida em 10 por cento, em comparação com 71 por cento para sistemas tradicionais. Os pesquisadores observam que é necessário mais trabalho, Contudo, porque o processo requer mais eletricidade do que os sistemas convencionais.
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