Uma equipe de pesquisadores liderada por Meenesh Singh da Universidade de Illinois em Chicago descobriu uma maneira de converter 100% do dióxido de carbono capturado da exaustão industrial em etileno, um bloco de construção fundamental para produtos plásticos.
Suas descobertas são publicadas em Cell Reports Physical Science .

Enquanto os pesquisadores exploram a possibilidade de converter dióxido de carbono em etileno há mais de uma década, a abordagem da equipe da UIC é a primeira a atingir quase 100% de utilização de dióxido de carbono para produzir hidrocarbonetos. Seu sistema usa eletrólise para transformar o gás dióxido de carbono capturado em etileno de alta pureza, com outros combustíveis à base de carbono e oxigênio como subprodutos.

O processo pode converter até 6 toneladas de dióxido de carbono em 1 tonelada de etileno, reciclando quase todo o dióxido de carbono capturado. Como o sistema funciona com eletricidade, o uso de energia renovável pode tornar o processo negativo em carbono.

De acordo com Singh, a abordagem de sua equipe supera a meta de zero carbono líquido de outras tecnologias de captura e conversão de carbono, reduzindo a produção total de dióxido de carbono da indústria. "É um negativo líquido", disse ele. "Para cada 1 tonelada de etileno produzido, você está consumindo 6 toneladas de CO₂ de fontes pontuais que de outra forma seriam liberadas para a atmosfera."

Tentativas anteriores de converter dióxido de carbono em etileno basearam-se em reatores que produzem etileno dentro da corrente de emissão de dióxido de carbono da fonte. Nesses casos, apenas 10% de CO₂ emissões normalmente se converte em etileno. O etileno deve ser posteriormente separado do dióxido de carbono em um processo de uso intensivo de energia, muitas vezes envolvendo combustíveis fósseis.

Na abordagem da UIC, uma corrente elétrica é passada através de uma célula, metade da qual é preenchida com dióxido de carbono capturado, a outra metade com uma solução à base de água. Um catalisador eletrificado atrai átomos de hidrogênio carregados das moléculas de água para a outra metade da unidade separada por uma membrana, onde eles se combinam com átomos de carbono carregados das moléculas de dióxido de carbono para formar etileno.

Entre os produtos químicos fabricados em todo o mundo, o etileno ocupa o terceiro lugar em emissões de carbono depois de amônia e cimento. O etileno é usado não apenas para criar produtos plásticos para as indústrias de embalagens, agrícola e automotiva, mas também para produzir produtos químicos usados ​​em anticongelantes, esterilizadores médicos e revestimentos de vinil para casas.

O etileno geralmente é feito em um processo chamado craqueamento a vapor, que requer enormes quantidades de calor. O craqueamento gera cerca de 1,5 toneladas métricas de emissões de carbono por tonelada de eteno criada. Em média, os fabricantes produzem cerca de 160 milhões de toneladas de eteno por ano, o que resulta em mais de 260 milhões de toneladas de emissões de dióxido de carbono em todo o mundo.

Além do etileno, os cientistas da UIC conseguiram produzir outros produtos ricos em carbono úteis para a indústria com sua abordagem de eletrólise. Eles também alcançaram uma eficiência de conversão de energia solar muito alta, convertendo 10% da energia dos painéis solares diretamente em produção de produtos de carbono. Isso está bem acima do padrão de última geração de 2%. Para todo o eteno que produziram, a eficiência de conversão de energia solar ficou em torno de 4%, aproximadamente a mesma taxa da fotossíntese. + Explorar mais

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