p Pesquisadores da Universidade de Alberta desenvolveram técnicas que economizam uma quantidade significativa de tempo no desenvolvimento de tecnologias de captura de carbono mais eficientes, o que pode ajudar a diminuir os custos de uso das tecnologias e aumentar sua adoção como forma de mitigar as emissões de dióxido de carbono. p O professor de engenharia da U of A, Arvind Rajendran, e sua equipe desenvolveram um processo de triagem em duas etapas que avalia os materiais de captura de carbono chamados zeólitas em segundos, em vez de um dia.

p Os zeólitos funcionam adsorvendo - basicamente aderindo a - moléculas de dióxido de carbono, semelhante à maneira como os odores podem ser capturados por filtros de carvão em nossos refrigeradores. Em sistemas de captura de carbono, a exaustão de "gases de combustão" emitida por uma usina pode ser passada através das zeólitas, aprisionar o CO2 antes que ele entre na atmosfera. Teoricamente, milhões de diferentes tipos de materiais podem adsorver CO2, mas para ser eficiente como parte de um processo industrial, uma molécula deve aderir ao CO2 e também liberá-lo sob comando quando o dióxido de carbono precisa ser capturado ou usado.

p Contudo, nem todos os zeólitos são iguais, A equipe de Rajendran explica, alguns são muito melhores do que outros em aderir e liberar CO2.

p O time, incluindo o mestrado Vishal Subramanian Balashankar, avaliado 120, 000 zeólitas e foi capaz de reduzi-los a apenas 7, 000, que poderia então ser rastreado até duas dúzias de bons alvos usando métodos tradicionais. Um desses materiais parece ser uma melhoria significativa no material padrão atual, zeólita-13x, resultando em um uso de energia 17 por cento mais eficiente.

p A segunda ferramenta - criada em conjunto com os professores de engenharia da Universidade de Massachusetts, Vinay Prasad e Zukui Li, e os alunos de pós-graduação Kasturi Nagesh Pai e Gokul Subraveti - usaram informações conhecidas sobre as moléculas de captura de carbono para prever o comportamento e o desempenho em um sistema do mundo real.

p O uso de um algoritmo de aprendizado de máquina elimina a necessidade de simular o desempenho de cada molécula, diminuindo a carga computacional por um fator de 10 sem perder a precisão, Rajendran observou.

p As tecnologias de captura de carbono podem evitar que as usinas de carvão e gás natural emitam dióxido de carbono, mas atualmente custam tanto para instalar e operar que as empresas de energia hesitam em usá-las. ele adicionou.

p "Nosso papel é fornecer essas ferramentas para ajudar os químicos a encontrar moléculas melhores, e nossa experiência é projetar processos que usem as moléculas para capturar carbono, "Rajendran explicou.

p Encontrar os materiais perfeitos que se encaixam nesta zona de goldilocks sempre foi um desafio, mas as novas ferramentas de aprendizado de máquina do grupo estão apontando aos pesquisadores novos materiais viáveis ​​de captura de carbono, economizando meses perdidos em becos sem saída ou trabalhando em materiais ineficientes. Eles também estão ajudando os engenheiros a entender qual projeto de captura de carbono seria mais eficiente.

p Se os adsorventes são como filtros de geladeira de carvão, o aprendizado de máquina está ajudando os pesquisadores a entender quais marcas são mais eficazes na captura de odores, e como sua integração na geladeira pode alterar o efeito.

p O processo tradicional de tomar essas decisões era lento, contando com trabalho árduo e extensas simulações de computador. Cada molécula possível e cada projeto de sistema potencial teve que ser simulado individualmente, exigindo um poder de computação extraordinário.

p "O objetivo é encontrar rapidamente moléculas e sistemas que irão reduzir o custo de captura de carbono, para baixá-lo bem abaixo do imposto sobre o carbono para que ele realmente seja adotado, "Rajendran disse.

p As técnicas, publicado recentemente em Química e Engenharia Sustentáveis ​​da ACS e Pesquisa Química Industrial e de Engenharia , pode ser adaptado para acelerar descobertas sobre outros tipos de materiais e processos relacionados às mudanças climáticas e separações de gases industriais, incluindo atualização de metano e purificação de oxigênio - tópicos que o grupo de pesquisa está estudando atualmente.

p “Precisamos de fontes renováveis ​​de energia, mas teremos esses sistemas de hidrocarbonetos nos próximos anos, "disse ele." Esta tecnologia pode interromper as emissões agora, e ganhe tempo para concluir a transição. "