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O CO₂ gerado pelo homem é um dos principais impulsionadores das alterações climáticas. Embora a captura direta de ar tenha historicamente como alvo gases de combustão de alta concentração de centrais elétricas, um material inovador mostra-se agora promissor na extração de CO₂ dos níveis muito mais baixos encontrados no ar exterior diário.
Numa publicação recente da Nature, investigadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, em colaboração com colegas de Chicago e da Alemanha, descreveram o COF-999 – uma estrutura orgânica covalente robusta que captura CO₂ do ar ambiente. O COF-999 é construído sobre algumas das ligações químicas mais fortes conhecidas – ligações duplas covalentes carbono-nitrogênio e carbono-carbono – e seus poros são funcionalizados com aminas, melhorando a absorção de CO₂.
"Colocamos um pó fino do material em um tubo e fizemos fluir o ar externo de Berkeley - variando de 410 a 517 partes por milhão - através dele. Após 100 ciclos, o material não mostrou degradação visível e removeu CO₂ inteiramente do ar, "disse Omar Yaghi, professor titular de química James e Neeltje Tretter da UC Berkeley e autor sênior do estudo.
O resultado é um material com desempenho sem precedentes na captação direta de ar. A sua capacidade de ligar CO₂ em concentrações ambientais oferece um novo caminho para manter o CO₂ atmosférico abaixo de 450 ppm, um limite que os cientistas dizem ser necessário para evitar os piores impactos climáticos.
Como o COF‑999 pode mitigar o aquecimento global
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Zihui Zhou, primeiro autor e estudante de pós-graduação da UC Berkeley, explicou que, embora o CO₂ atmosférico esteja atualmente acima de 420 ppm, a concentração deverá atingir 500-550 ppm antes que as tecnologias de captura de gases de combustão sejam totalmente implementadas. Para regressar aos níveis pré-industriais – cerca de 400 ppm ou menos – a captura direta de ar será essencial.
Notavelmente, menos de 0,5 lb de COF-999 podem absorver a mesma quantidade de CO₂ que uma árvore madura sequestra num ano, potencialmente restaurando os níveis atmosféricos aos observados há um século atrás. O material também captura CO₂ dez vezes mais rápido do que os sistemas existentes de captura direta de ar e o libera em temperaturas mais baixas, melhorando a eficiência energética.
Além disso, a última iteração do COF‑999 suportou 300 ciclos contínuos de captura e liberação sem qualquer perda de capacidade, indicando uma durabilidade que poderia suportar milhares de ciclos ao longo de sua vida útil. Yaghi observou que a equipe prevê duplicar a capacidade do material até 2025.
