As nanopartículas de catalisador desenvolvidas pelos cientistas da KAUST usam energia da luz para converter dióxido de carbono e hidrogênio em metano. Crédito:KAUST; Anastasia Serin
Dióxido de carbono atmosférico (CO 2 ) é um dos principais impulsionadores do aquecimento global, mas esse gás também pode servir como um recurso valioso. Pesquisadores da KAUST desenvolveram um catalisador eficiente que usa energia da luz para converter CO 2 e hidrogênio em metano (CH4). Isso neutraliza a liberação de CO 2 quando o metano é queimado como combustível.
Muitos pesquisadores em todo o mundo estão explorando maneiras de converter CO 2 em produtos químicos úteis à base de carbono, mas seus esforços têm sido limitados por baixas eficiências que restringem o potencial de aplicação em larga escala.
"Nossa abordagem é baseada na combinação sinérgica de luz e calor, conhecido como efeito fototérmico, "diz o pós-doutorado Diego Mateo. Ele explica que o calor é gerado pela interação da luz com o catalisador, assim, as duas formas de energia vêm da luz absorvida.
Algumas outras abordagens industriais exigem aquecimento de fontes externas para atingir temperaturas de até 500 graus Celsius. A pesquisa KAUST demonstra que a reação pode ser alcançada usando apenas o efeito fototérmico da luz do dia.
O catalisador é construído a partir de nanopartículas de níquel em uma camada de titanato de bário. Ele captura a luz de uma forma que chuta os elétrons para estados de alta energia, conhecido como "elétrons quentes". Esses elétrons então iniciam a reação química que envia CO 2 de volta ao metano. Em condições ideais, o catalisador gera metano com quase 100% de seletividade e com eficiência impressionante.
Uma grande vantagem é a ampla gama de espectro de luz aproveitada, incluindo todos os comprimentos de onda visíveis, além dos raios ultravioleta aos quais muitos catalisadores estão restritos. Isso é extremamente significativo, pois a luz ultravioleta compreende apenas 4 a 5% da energia disponível na luz solar.
"Acreditamos fortemente que nossa estratégia, em combinação com outro CO existente 2 técnicas de captura, poderia ser uma forma sustentável de converter este gás de efeito estufa prejudicial em combustível valioso, "diz Mateo.
O calor é gerado pela interação sinérgica de luz e calor com o catalisador, conhecido como efeito fototérmico. Crédito:KAUST; Anastasia Serin
Quaisquer combustíveis feitos de CO 2 ainda iria liberar esse gás quando eles são queimados, mas o CO 2 poderia ser reciclado repetidamente da atmosfera para combustível e vice-versa, em vez de ser continuamente liberado pela queima de combustíveis fósseis.
Os pesquisadores também estão procurando ampliar as aplicações de sua abordagem. "Uma estratégia para nossas pesquisas futuras é avançar para a produção de outros produtos químicos valiosos, como metanol, "diz Jorge Gascon, que liderou a equipe de pesquisa. Os pesquisadores também vêem potencial para usar a energia da luz para alimentar a produção de produtos químicos que não contêm carbono, como amônia (NH 3 )
