p Os pesquisadores da Washington State University deram um primeiro passo importante na conversão econômica de materiais vegetais em combustíveis:evitar que o ferro enferruje. p Os pesquisadores determinaram como evitar que o ferro enferruje em reações químicas importantes que são necessárias para converter materiais vegetais em combustíveis, o que significa que o elemento barato e prontamente disponível pode ser usado para a conversão econômica de biocombustíveis.

p Liderado por Yong Wang, Voiland Distinguished Professor na Gene and Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering, e Shuai Wang, do Laboratório Estadual de Química Física de Superfícies Sólidas da Universidade de Xiamen, os pesquisadores relatam seu trabalho na capa da edição de julho da Catálise ACS .

p Os pesquisadores têm tentado encontrar maneiras mais eficientes de criar combustíveis e produtos químicos a partir de recursos vegetais renováveis, como de algas, resíduos da colheita, ou resíduos florestais. Mas, esses combustíveis de base biológica tendem a ser mais caros com menos densidade de energia do que os combustíveis fósseis.

p Um grande obstáculo no uso de matérias-primas vegetais como combustível é que o oxigênio deve ser removido antes que possam ser usados.

p "Você quer usar o catalisador mais barato para remover o oxigênio, "disse Jean-Sabin McEwen, co-autora do artigo e professora associada da Escola de Engenharia Química e Bioengenharia Gene and Linda Voiland. "O ferro é uma boa escolha porque é superabundante."

p Os catalisadores à base de ferro mostram uma grande promessa de serem capazes de remover o oxigênio, mas porque os materiais vegetais também contêm oxigênio, o ferro oxida, ou enferruja, durante a reação, e então a reação para de funcionar. O truque é fazer com que o ferro remova o oxigênio das plantas sem consumir tanto oxigênio que a reação pare.

p Em seu trabalho, os pesquisadores ancoraram seu catalisador de ferro com uma estrutura de carbono que foi modificada para incorporar nitrogênio. A estrutura modifica as propriedades do ferro, de modo que ele interage menos com o oxigênio enquanto continua a fazer o trabalho necessário para remover o oxigênio do material vegetal. Os pesquisadores usaram o nitrogênio como uma espécie de dial de controle para ajustar a interação do ferro com o oxigênio.

p Em outro artigo publicado recentemente em Ciência Química liderado por Yong Wang e Junming Sun, professora assistente de pesquisa na Escola de Engenharia Química e Bioengenharia Gene and Linda Voiland, os pesquisadores descobriram um catalisador à base de ferro durável com uma fina camada de grafeno de carbono ao seu redor. A camada de grafeno protegeu o ferro, enquanto os íons de césio permitiram aos pesquisadores adaptar suas propriedades eletrônicas para a reação desejada.

p "Reduzimos a reação do oxigênio, "Disse Sun." Ao proteger o ferro e ajustar suas propriedades, esses trabalhos fornecem a base científica para o uso de ferro abundante em terra e de baixo custo como catalisadores para a conversão de biomassa. "

p Os pesquisadores agora estão trabalhando para entender melhor a química das reações, para que possam aumentar ainda mais a reatividade dos catalisadores de ferro. Eles também precisarão testar seus catalisadores com matérias-primas reais, em vez dos compostos modelo usados ​​para o estudo. As matérias-primas coletadas nos campos agrícolas serão mais complicadas em suas composições com muitas impurezas, e os pesquisadores também teriam que integrar seu catalisador em uma série de etapas que são usadas no processo de conversão.

p "Estamos tentando fazer a conversão da forma mais econômica possível, "Disse Wang." A chave é tentar encontrar catalisadores robustos baseados em baixo custo, elementos abundantes da terra. Este é o primeiro passo nessa direção. "