p As “matérias-primas críticas” são cruciais para muitas indústrias europeias, mas são vulneráveis ​​à escassez e à interrupção do abastecimento. Como tal, é vital que a Europa desenvolva estratégias para responder à procura de matérias-primas. Uma dessas estratégias é encontrar métodos ou substâncias que possam substituir as matérias-primas que usamos atualmente. Com isso em mente, quatro projetos da UE trabalhando em substituição em catálise, eletrônica e fotônica apresentaram seu trabalho no Terceiro Workshop da Rede de Inovação sobre a substituição de Matérias-Primas Críticas patrocinado pelo projeto CRM_INNONET em Bruxelas no início deste mês. p NOVACAM

p NOVACAM, um projeto coordenado Japão-UE, visa desenvolver catalisadores usando elementos não críticos projetados para desbloquear o potencial da biomassa em uma energia viável e fonte de matéria-prima química.

p O projeto está usando uma abordagem 'catalisador por design' para o desenvolvimento de catalisadores de próxima geração (catalisadores inorgânicos em nanoescala), como coordenador do projeto NOVACAM, Prof. Emiel Hensen da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, na Holanda, explicou. Lançado em setembro de 2013, o projeto está desenvolvendo catalisadores que incorporam metais não críticos para catalisar a conversão de lignocelulose em matérias-primas químicas industriais e biocombustíveis. A primeira parte do projeto foi desenvolver o princípio da química, enquanto a segunda parte foi demonstrar a prova do processo. O Prof. Hensen prevê que talvez apenas dois dos três conceitos sobreviverão a esta fase.

p O projeto já fez um progresso significativo na conversão de glicose e etanol, de acordo com o Prof. Hensen, e produziu algumas publicações científicas importantes. O consórcio está trabalhando com um conselho consultivo industrial composto pela Shell na UE e a Nippon Shokubai no Japão.

p FREECATS

p O projeto FREECATS, apresentado pelo coordenador do projeto, Prof. Magnus Rønning, da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia, tem trabalhado nos últimos três anos para desenvolver novos catalisadores sem metal. Estes seriam na forma de nanomateriais em massa ou em estruturas organizadas hierarquicamente - ambos os quais seriam capazes de substituir os catalisadores tradicionais à base de metais nobres em transformações catalíticas de importância estratégica.

p O Prof. Magnus Rønning explicou que a aplicação dos novos materiais poderia eliminar a necessidade do uso de metais do grupo da platina (PGM) e metais de terras raras - em ambos os casos, a Europa depende muito de outros países para esses materiais. Ao longo de sua pesquisa, FREECATS visou três áreas em particular - células de combustível, a produção de olefinas leves e purificação de água e efluentes.

p Ao trabalhar para substituir a platina nas células de combustível, o projeto apóia o objetivo da UE de substituir o motor de combustão interna até 2050. No entanto, como o Prof. Rønning observou, enquanto a platina foi otimizada para uso ao longo de várias décadas, os materiais que a FREECATS está usando são novos e, portanto, vêm com os novos desafios que o projeto está enfrentando.

p HARFIR

p Prof. Atsufumi Hirohata da Universidade de York, no Reino Unido, coordenador do projeto HARFIR, descreveu como o projeto visa descobrir uma liga antiferromagnética que não contenha o metal raro Irídio. O Iridium está se tornando cada vez mais usado em vários dispositivos de armazenamento eletrônico de spin, incluindo cabeças de leitura em unidades de disco rígido. O abastecimento mundial depende do minério de platina que vem principalmente da África do Sul. A situação é muito pior do que para outros elementos de terras raras, pois o preço disparou nos últimos anos, de acordo com o Prof. Hirohata.

p A equipe HARFIR, dividido entre a Europa e o Japão, visa substituir as ligas de Iridium por ligas de Heusler. A equipe da UE, liderado pelo Prof. Hirohata, tem trabalhado na preparação de filmes finos policristalinos e epitaxiais de ligas de Heusler, com o design de material conduzido por cálculos teóricos. A equipe japonesa, liderado pelo Prof. Koki Takanashi na Tohoku University, está, entretanto, trabalhando na preparação de filmes finos epitaxiais, medições de propriedades fundamentais e caracterização estrutural / magnética por feixes de raios-x de nêutrons e síncrotron.

p Um dos maiores desafios é que as ligas de Heusler têm uma estrutura atômica relativamente complicada. Em termos de trabalho do HARFIR, se houver desordem atômica na borda dos dispositivos nanopilar, as propriedades magnéticas necessárias são perdidas. A equipe está explorando soluções para esse desafio.

p IRENA

p O Prof. da Universidade Esko Kauppinen Aalto na Finlândia encerrou a primeira sessão da manhã com sua apresentação do projeto IRENA. Lançado em setembro de 2013, o projeto será executado até meados de 2017 com o objetivo de desenvolver materiais de alto desempenho, filmes finos especificamente metálicos e semicondutores de nanotubo de carbono de parede única (SWCNT) para eliminar completamente o uso de metais críticos em dispositivos eletrônicos. O objetivo final é substituir o índio em filmes transparentes condutores, e Índio e Gálio como um semicondutor em transistores de efeito de campo de filme fino (TFTs).

p A equipe IRENA está desenvolvendo uma alternativa flexível, transparente e extensível para que possa atender às demandas da eletrônica do futuro - incluindo a possibilidade de imprimir eletrônicos.

p A IRENA envolve três parceiros da Europa e três do Japão. A equipe tem experiência em síntese de nanotubos, fabricação de filme fino e fabricação de dispositivo flexível, modelagem de crescimento de nanotubos e processos de transporte de carga de filme fino, e o projeto tem se beneficiado do intercâmbio de membros da equipe entre as instituições. Uma das principais conquistas até agora é que o projeto conseguiu usar um filme fino de nanotubo pela primeira vez como eletrodo e camada de bloqueio de orifício em uma célula solar orgânica.