A missão da Marinha de abastecer seus navios convertendo água do mar em combustível está um passo mais perto de ser concretizada.

Engenheiros químicos da Universidade de Rochester, em colaboração com pesquisadores do Laboratório de Pesquisa Naval, a Universidade de Pittsburgh, e OxEon Energy, demonstraram que um catalisador de carboneto de molibdênio promovido por potássio converte de forma eficiente e confiável dióxido de carbono em monóxido de carbono, uma etapa crítica do processo.

"Esta é a primeira demonstração de que este tipo de catalisador de carboneto de molibdênio pode ser usado em escala industrial, "diz Marc Porosoff, professor assistente de engenharia química em Rochester. Em um jornal em Energia e Ciência Ambiental , os pesquisadores descrevem uma série exaustiva de experimentos que eles conduziram a nível molecular, escalas de laboratório e piloto para documentar a adequação do catalisador para aumento de escala.

Se os navios da Marinha pudessem criar seu próprio combustível a partir da água do mar por onde viajam, eles poderiam permanecer em operação contínua. Além de alguns porta-aviões e submarinos movidos a energia nuclear, a maioria dos navios da Marinha deve se alinhar periodicamente ao lado dos navios-tanque para reabastecer seu óleo combustível, o que pode ser difícil com mau tempo. Em 2014, uma equipe do Laboratório de Pesquisa Naval liderada por Heather Willauer anunciou que usou um conversor catalítico para extrair dióxido de carbono e hidrogênio da água do mar e, em seguida, converteu os gases em hidrocarbonetos líquidos com uma taxa de eficiência de 92%.

Desde então, o foco tem sido aumentar a eficiência do processo e ampliá-lo para produzir combustível em quantidades suficientes.

O dióxido de carbono extraído da água do mar é extremamente difícil de ser convertido diretamente em hidrocarbonetos líquidos com os métodos existentes. Então, é necessário primeiro converter o dióxido de carbono em monóxido de carbono por meio da reação reversa de deslocamento água-gás (RWGS), que pode então ser convertido em hidrocarbonetos líquidos via síntese Fischer-Tropsch (FTS). Tipicamente, os catalisadores para RWGS contêm metais preciosos caros e se desativam rapidamente nas condições de reação. Contudo, o catalisador de carboneto de molibdênio modificado com potássio é sintetizado a partir de componentes de baixo custo e não mostrou quaisquer sinais de desativação durante a operação contínua do estudo em escala piloto de 10 dias.

É por isso que esta demonstração do catalisador de carboneto de molibdênio é importante.

Porosoff, que começou a trabalhar no projeto enquanto trabalhava como associado de pesquisa de pós-doutorado com a equipe de Willauer, descobriram que adicionar potássio a um catalisador de carboneto de molibdênio apoiado em uma superfície de alumina gama poderia servir como um baixo custo, estábulo, e um catalisador altamente seletivo para a conversão de dióxido de carbono em monóxido de carbono durante RWGS.

O potássio reduz a barreira de energia associada à reação RWGS, enquanto a gama alumina - marcada com ranhuras e poros, muito parecido com uma esponja - ajuda a garantir que as partículas do catalisador de carboneto de molibdênio permaneçam dispersas, maximizando a área de superfície disponível para reação, Porosoff diz.

Para determinar se o carboneto de molibdênio promovido por potássio também pode ser útil para capturar e converter dióxido de carbono de usinas de energia, o laboratório conduzirá outros experimentos para testar a estabilidade do catalisador quando exposto a contaminantes comuns encontrados em gases de combustão, como mercúrio, enxofre, cádmio e cloro.