p Químicos da Universidade de Bayreuth desenvolveram um material que pode muito bem dar uma contribuição importante para a proteção do clima e a produção industrial sustentável. Com este material, o dióxido de carbono do gás de efeito estufa (CO₂) pode ser especificamente separado dos gases residuais industriais, gás natural, ou biogás, e, portanto, disponibilizados para reciclagem. O processo de separação é eficiente em termos de energia e econômico. No jornal Cell Reports Physical Science os pesquisadores apresentam a estrutura e função do material. p O Acordo Verde apresentado pela Comissão Europeia em 2019 apela para que as emissões líquidas de gases com efeito de estufa na UE sejam reduzidas a zero até 2050. Isto requer processos inovadores que possam separar e reter CO ₂ de gases residuais e outras misturas de gases, de modo que não sejam liberados na atmosfera. O material desenvolvido em Bayreuth tem uma vantagem fundamental sobre os processos de separação anteriores:é capaz de remover completamente o CO ₂ a partir de misturas de gases sem ligação química de CO ₂ .

p Essas misturas de gases podem ser gases residuais de plantas industriais, mas também gás natural ou biogás. Em todos esses casos, CO ₂ acumula-se nas cavidades do material exclusivamente devido à interação física. De lá, pode ser liberado sem grande gasto de energia, a ser disponibilizado novamente como um recurso para a produção industrial. Portanto, o processo de separação funciona, quimicamente falando, de acordo com o princípio da adsorção física. Como um tanque de armazenamento espaçoso, o novo material pode ser preenchido e esvaziado de dióxido de carbono de maneira eficiente em termos de energia. Nos laboratórios de Bayreuth, foi projetado de forma a separar apenas o CO ₂ e nenhum outro gás das mais variadas misturas de gases.

p "Nossa equipe de pesquisa conseguiu projetar um material que cumpre duas tarefas ao mesmo tempo. Por um lado, as interações físicas com CO ₂ são fortes o suficiente para liberar e reter esse gás de efeito estufa de uma mistura de gases. Por outro lado, Contudo, eles são fracos o suficiente para permitir a liberação de CO ₂ do material com apenas uma pequena quantidade de energia, "diz Martin Rieß M.Sc., primeiro autor da nova publicação e pesquisador de doutorado no grupo de pesquisa Química Inorgânica I da Universidade de Bayreuth.

p O novo material é um híbrido orgânico-inorgânico. A base química são minerais de argila que consistem em centenas de plaquetas de vidro individuais. Eles têm apenas um nanômetro de espessura cada, e dispostos precisamente um acima do outro. Entre as placas de vidro individuais, existem moléculas orgânicas que atuam como espaçadores. Sua forma e propriedades químicas foram selecionadas de modo que os espaços de poros criados sejam perfeitamente adaptados para acumular CO ₂ . Apenas as moléculas de dióxido de carbono podem penetrar no sistema de poros do material e ser retidas lá. Em contraste, metano, azoto, e outros componentes do gás de exaustão devem permanecer do lado de fora devido ao tamanho de suas moléculas. Os pesquisadores usaram o chamado efeito de peneira molecular para aumentar a seletividade do material para CO ₂ . Eles estão atualmente trabalhando no desenvolvimento de um sistema de membrana à base de minerais de argila, projetado para permitir o contínuo, seletivo, e separação eficiente de energia de CO ₂ de misturas de gases.

p O desenvolvimento de um material híbrido feito sob medida para a separação e fornecimento de CO ₂ foi possível graças a um sistema de medição especial instalado nos laboratórios de Bayreuth que permite a determinação precisa das quantidades de gases adsorvidos e da seletividade do material adsorvente. Isso permitiu que os processos industriais fossem reproduzidos de forma realista. “Todos os critérios relevantes para a avaliação do CO industrial ₂ os processos de separação foram totalmente cumpridos por nosso material híbrido. Pode ser produzido de maneira econômica, e representa uma importante contribuição para a redução das emissões industriais de dióxido de carbono, mas também para o processamento de biogás e gás natural ácido, "diz Rieß.