p O público em geral conhece o composto químico do dióxido de carbono como um gás de efeito estufa na atmosfera e por causa de seu efeito de aquecimento global. Contudo, o dióxido de carbono também pode ser uma matéria-prima útil para reações químicas. Um grupo de trabalho do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) agora relatou sobre esta aplicação incomum no ChemSusChem Diário. Eles estão usando dióxido de carbono como matéria-prima para produzir grafeno, um material tecnológico que atualmente é objeto de intenso estudo. p A combustão de combustíveis fósseis como carvão e petróleo produz energia para eletricidade, calor e mobilidade, mas também leva a um aumento da quantidade de dióxido de carbono na atmosfera e, portanto, ao aquecimento global. Cortar essa cadeia causal é o que motiva os cientistas a buscar fontes alternativas de energia, mas também por usos alternativos do dióxido de carbono. Uma possibilidade poderia ser ver o dióxido de carbono como uma matéria-prima barata para a síntese de materiais valiosos, alimentando-o de volta no ciclo de reutilização - talvez até de uma forma lucrativa.

p Um exemplo pode ser encontrado na natureza. Durante a fotossíntese nas folhas das plantas, a combinação de luz, água e dióxido de carbono criam biomassa, fechando o ciclo natural do material. Nesse processo, é função da enzima à base de metal RuBisCo absorver o dióxido de carbono do ar e torná-lo utilizável para outras reações químicas na planta. Inspirado por esta conversão natural baseada em enzimas metálicas, pesquisadores do KIT estão apresentando agora um processo no qual o gás de efeito estufa dióxido de carbono junto com gás hidrogênio é convertido diretamente em grafeno a temperaturas de até 1000 graus Celsius com a ajuda de especialmente preparado, superfícies de metal cataliticamente ativas.

p O grafeno é a forma bidimensional do elemento químico carbono, que tem propriedades elétricas interessantes e é, portanto, uma opção para novos componentes eletrônicos futuros. Sua descoberta e viabilidade em 2004 levou a, em todo o mundo, pesquisa intensiva e conquistou os descobridores, Andre Geim e Konstanin Novoselov, o Prêmio Nobel de Física de 2010. Os dois retiraram o grafeno manualmente de um bloco de grafite com fita adesiva.

p Vários grupos de trabalho do KIT colaboraram para apresentar um método na revista ChemSusChem para separar o grafeno do dióxido de carbono e do hidrogênio por meio de um catalisador de metal. "Se a superfície do metal exibir a proporção correta de cobre e paládio, a conversão de dióxido de carbono em grafeno ocorrerá diretamente em um processo simples de uma etapa, "explica o chefe do estudo, Professor Mario Ruben, do grupo de trabalho Molekulare Materialien do Instituto de Nanotecnologia (INT) e do Instituto de Química Inorgânica (AOC) do KIT. Em outros experimentos, os pesquisadores foram até mesmo capazes de produzir grafeno com várias camadas de espessura, o que pode ser interessante para possíveis aplicações em baterias, componentes eletrônicos ou materiais filtrantes. O próximo objetivo de pesquisa do grupo de trabalho é formar componentes eletrônicos funcionais a partir do grafeno assim obtido. Materiais de carbono, como grafeno e moléculas magnéticas, podem ser os blocos de construção para futuros computadores quânticos, que permitem cálculos ultrarrápidos e eficientes em termos de energia, mas não são baseados na lógica binária dos computadores atuais.