Embora o uso de energia renovável esteja em alta, carvão e gás natural ainda representam a maior parte do fornecimento de energia dos Estados Unidos. Mesmo com controles de poluição, queimar esses combustíveis fósseis para obter energia libera uma enorme quantidade de dióxido de carbono na atmosfera - só nos EUA, carvão e gás natural contribuíram com 1, 713 milhões de toneladas métricas de CO ₂ , ou 98 por cento de todo o CO ₂ emissões do setor de energia elétrica em 2017.1 Em um esforço para mitigar esses efeitos, os pesquisadores estão procurando maneiras acessíveis de capturar o dióxido de carbono do escapamento da usina.

Pesquisa liderada pelo Laboratório Nacional da Universidade de Pittsburgh e Lawrence Livermore (LLNL) usa tecnologia de microcápsula que pode tornar a captura de carbono pós-combustão mais barata, mais seguro, e mais eficiente.

"Nossa abordagem é muito diferente do método tradicional de captura de dióxido de carbono em uma usina de energia, "disse Katherine Hornbostel, professor assistente de engenharia mecânica na Escola de Engenharia Swanson de Pitt. "Em vez de fluir um solvente químico para baixo de uma torre (como água em uma cachoeira), estamos colocando o solvente em minúsculas microcápsulas. "

Semelhante a conter medicamento líquido em uma pílula, microencapsulação é um processo no qual os líquidos são envolvidos por um revestimento sólido.

"Em nosso projeto proposto de um reator de captura de carbono, nós embalamos um monte de microcápsulas em um recipiente e fluímos o gás de exaustão da usina através dele, "disse Hornbostel." O calor necessário para os reatores convencionais é alto, o que se traduz em custos operacionais mais elevados da planta. Nosso projeto será uma estrutura menor e exigirá menos eletricidade para operar, reduzindo assim os custos. "

Projetos convencionais também usam um solvente de amina áspero que é caro e pode ser perigoso para o meio ambiente. O projeto da microcápsula criado por Hornbostel e seus colaboradores no LLNL usa uma solução que é feita a partir de um item doméstico comum.

"Estamos usando bicarbonato de sódio dissolvido em água como nosso solvente, "disse Hornbostel." É mais barato, melhor para o meio ambiente, e mais abundante do que os solventes convencionais. Custo e abundância são fatores críticos quando você está falando de reatores de 20 ou mais metros de largura instalados em centenas de usinas de energia. "

Hornbostel explicou que o pequeno tamanho da microcápsula dá ao solvente uma grande área de superfície para um determinado volume. Esta alta área de superfície faz com que o solvente absorva o dióxido de carbono mais rápido, o que significa que podem ser usados ​​solventes de absorção mais lenta. "Esta é uma boa notícia, "diz Hornbostel, "porque dá aos solventes mais baratos como a solução de bicarbonato de sódio uma chance de lutar para competir com os solventes mais caros e corrosivos."

"Nossa proposta de tecnologia e design de microcápsulas são promissores para a captura de carbono pós-combustão porque ajudam a tornar os solventes de reação lenta mais eficientes, "disse Hornbostel." Acreditamos que a redução do custo do solvente, combinada com uma estrutura menor e menor custo operacional, pode ajudar as usinas de carvão e gás natural a manter os lucros a longo prazo sem prejudicar o meio ambiente. "

Hornbostel detalhou seu modelo em um artigo recente em Energia Aplicada , "Modelagem de absorvedor de leito fluidizado e empacotado para captura de carbono com solução microencapsulada de carbonato de sódio" (DOI:10.1016 / j.apenergia.2018.11.027).