Este novo polímero de coordenação poroso tem estruturas moleculares em forma de hélice que permite a captura seletiva de CO2, e converter de forma eficiente o CO2 em materiais de carbono úteis. Crédito:Mindy Takamiya
Um novo material que pode capturar seletivamente dióxido de carbono (CO 2 ) moléculas e convertê-los de forma eficiente em materiais orgânicos úteis foi desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Kyoto, junto com colegas da Universidade de Tóquio e da Universidade Normal de Jiangsu na China. Eles descrevem o material do jornal Nature Communications .
O consumo humano de combustíveis fósseis resultou no aumento global do CO 2 emissões, levando a sérios problemas associados ao aquecimento global e às mudanças climáticas. Uma forma possível de neutralizar isso é capturar e sequestrar carbono da atmosfera, mas os métodos atuais são altamente intensivos em energia. A baixa reatividade do CO 2 torna difícil capturá-lo e convertê-lo de forma eficiente.
"Projetamos com sucesso um material poroso que tem alta afinidade com o CO 2 moléculas e podem convertê-lo de forma rápida e eficaz em materiais orgânicos úteis, "diz Ken-ichi Otake, Químico de materiais da Universidade de Kyoto, do Instituto de Ciências Integradas de Materiais Celulares (iCeMS).
O material é um polímero de coordenação poroso (PCP, também conhecido como MOF; estrutura metal-orgânica), uma estrutura que consiste em íons de metal de zinco. Os pesquisadores testaram seu material usando análise estrutural de raios-X e descobriram que ele pode capturar seletivamente apenas CO 2 moléculas com dez vezes mais eficiência do que outros PCPs.
O material tem um componente orgânico com uma estrutura molecular semelhante a uma hélice, e como CO 2 moléculas se aproximam da estrutura, eles giram e se reorganizam para permitir o aprisionamento de C02, resultando em pequenas mudanças nos canais moleculares dentro do PCP - isso permite que ele atue como uma peneira molecular que pode reconhecer moléculas por tamanho e forma. O PCP também é reciclável; a eficiência do catalisador não diminuiu mesmo após 10 ciclos de reação.
"Uma das abordagens mais ecológicas para a captura de carbono é reciclar o dióxido de carbono em produtos químicos de alto valor, tais como carbonatos cíclicos que podem ser usados em produtos petroquímicos e farmacêuticos, "diz Susumu Kitagawa, químico de materiais na Universidade de Kyoto.
Depois de capturar o carbono, o material convertido pode ser usado para fazer poliuretano, um material com uma ampla variedade de aplicações, incluindo roupas, eletrodomésticos e embalagens.
Este trabalho destaca o potencial de polímeros de coordenação porosos para aprisionar dióxido de carbono e convertê-los em materiais úteis, abrindo um caminho para pesquisas futuras em materiais de captura de carbono.
