p (Phys.org) - Cientistas da Rice University descobriram um método de captura de carbono que não agride o meio ambiente que poderia ser igualmente adepto de extrair emissões de dióxido de carbono de gases de combustão industriais e poços de gás natural. p O laboratório do químico Andrew Barron, do Rice, revelou em um estudo de prova de conceito que os compostos ricos em aminas são altamente eficazes na captura do gás de efeito estufa quando combinados com moléculas de carbono-60.

p A pesquisa é o assunto de um artigo de acesso aberto hoje no jornal online da Nature Relatórios Científicos .

p "Tínhamos dois objetivos, "Disse Barron." Um era tornar o composto 100 por cento seletivo entre dióxido de carbono e metano em qualquer pressão e temperatura. A outra era reduzir a alta temperatura necessária para outras soluções de amina para fazer o dióxido de carbono sair novamente. Temos tido sucesso em ambos os casos. "

p Testes de uma a 50 pressões atmosféricas mostraram que o composto de arroz capturou um quinto de seu peso em dióxido de carbono, mas nenhuma quantidade mensurável de metano, Barron disse, e o material não se degradou ao longo de muitos ciclos de absorção / dessorção.

p Carbon-60, a molécula em forma de bola de futebol também conhecida como buckminsterfullerene (ou "buckyball") foi descoberta em Rice pelos ganhadores do Prêmio Nobel Richard Smalley, Robert Curl e Harold Kroto em 1985. A curvatura definitiva dos fulerenos pode torná-los a melhor maneira possível de ligar as moléculas de amina que capturam o dióxido de carbono, mas permitem a passagem do metano desejável.

p O laboratório Rice usou fulerenos como reticuladores entre aminas, moléculas baseadas em nitrogênio extraídas de polietilenoimina. O laboratório produziu um marrom, material esponjoso em que fulerenos hidrofóbicos (que evitam a água) forçaram as aminas hidrofílicas (que buscam água) para o exterior, onde a passagem de dióxido de carbono pode se ligar ao nitrogênio exposto.

p Quando Barron e sua equipe começaram a combinar carbonos e aminas há vários anos, eles notaram uma progressão interessante:o grafeno plano absorveu bem o dióxido de carbono, nanotubos de paredes múltiplas o absorveram melhor, e nanotubos de parede única mais finos ainda melhores. "Isso sugeria que a curvatura era importante, "Barron disse." C-60, sendo uma esfera, tem a maior curvatura possível entre os materiais de carbono. "

p Ele disse que o composto de arroz se compara favoravelmente com outros candidatos de captura de carbono com base em estruturas orgânicas de metal (MOFs). "É quase equivalente aos melhores MOFs para captura de carbono, mas nosso material é muito mais seletivo. O metano simplesmente não absorve, "Disse Barron. Ao contrário dos MOFs, ele notou que o composto do arroz absorveu dióxido de carbono úmido e seco.

p Barron disse que é tão importante que o composto libere dióxido de carbono de forma eficiente para reutilização. "Percebemos há muito tempo que se anexássemos aminas a nanotubos de carbono ou grafeno, eles baixaram a temperatura na qual o dióxido de carbono se dissolve, ", Disse Barron. Purificadores industriais à base de amina devem ser aquecidos a 140 graus Celsius para liberar o dióxido de carbono capturado; reduzir a temperatura economizaria energia.

p "Comparado com o custo da amina atual usada, C-60 é caro, "Barron admitiu." Mas os custos de energia seriam mais baixos porque você precisaria de menos para remover o dióxido de carbono. "Ele observou que os depuradores industriais perdem aminas com o aquecimento, portanto, eles devem ser constantemente reabastecidos. "Eles estão sempre adicionando reagente, o que é bom para as empresas que vendem amina, mas não tão bom para quem está tentando separar o dióxido de carbono. "

p Os pesquisadores estão buscando maneiras de melhorar a capacidade e a taxa de absorção do composto. "Nós realmente entendemos o mecanismo, o que é importante, "Barron disse." Isso nos permite ir mais longe.

p O autor principal Enrico Andreoli é um ex-pesquisador de pós-doutorado em Rice e agora um professor sênior da Swansea University, País de Gales. Os co-autores são o ex-aluno de graduação Eoghan Dillon, a aluna de graduação Laurie Cullum e o cientista pesquisador sênior Lawrence Alemany, tudo de arroz. Barron é o professor de química Charles W. Duncan Jr.-Welch e professor de ciência dos materiais e nanoengenharia.