Acelerando a conversão de CO₂: dez experimentos revelam os segredos dos combustíveis sintéticos

São PauloPesquisadores do Empa desenvolvem sistema automatizado que acelera experimentos de eletrólise de CO₂ em dez vezes. Com essa inovação, é possível estudar catalisadores, eletrodos e condições de reação com muito mais rapidez.

Cientistas utilizam pequenos dispositivos chamados reatores para esse processo. A configuração deles inclui dez reatores. Cada reator está conectado a várias saídas de gás e líquido e a instrumentos que medem:

<ul>

<li>Pressão</li>
<li>Temperatura</li>
<li>Fluxos de gases</li>
<li>Produtos de reações líquidas e gasosas</li>
</ul>

Pesquisadores do Empa e do Instituto Paul Scherrer (PSI) criaram um inovador sistema de eletrólise de CO₂, pioneiro no seu gênero. Este avanço faz parte do projeto SynFuels, e os cientistas divulgaram seu design e software na revista Nature Catalysis. O objetivo da equipe é encontrar rapidamente métodos eficazes para converter CO₂ em combustíveis sintéticos.

Em um motor de combustão tradicional, o combustível é queimado para gerar água, CO₂ e energia. Em teoria, essa reação poderia ser revertida usando energia renovável para transformar o CO₂ de volta em combustível sintético. No entanto, esse processo envolve reações químicas complexas que produzem mais de 20 substâncias diferentes, não apenas o combustível desejado. Isso torna difícil encontrar os catalisadores e as condições ideais.

O novo sistema resolve esse problema ao produzir uma grande quantidade de dados de alta qualidade. Os dados são coletados automaticamente com precisão temporal. Os pesquisadores enfrentaram a falta de ferramentas adequadas no mercado. Trabalhando com a Agilent Technologies, eles desenvolveram o primeiro dispositivo de cromatografia líquida online do mundo. Esta máquina mede produtos de reação líquidos em tempo real durante a eletrólise de CO₂.

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Os pesquisadores aceleraram os experimentos, gerando uma grande quantidade de dados. Para gerenciar isso, eles desenvolveram um software gratuito para análise de dados. Eles também planejam compartilhar esses dados com outros cientistas para acelerar novas descobertas.

Os dados de pesquisa frequentemente são arquivados após a publicação dos resultados, o que não é eficiente. Um projeto conjunto chamado PREMISE, envolvendo a Empa, PSI e ETH Zurich, busca solucionar essa questão. O objetivo do projeto é desenvolver métodos padronizados para armazenar e compartilhar dados de pesquisa.

Pesquisadores podem se beneficiar dos dados uns dos outros. Esse trabalho em equipe também é uma parte essencial do Centro de Competência Nacional em Pesquisa (NCCR) Catalysis, que busca promover a química sustentável. O novo sistema de eletrólise de CO₂ será um componente importante nesse grande projeto nacional.

Pesquisadores da Empa planejam aprimorar o sistema, melhorando tanto o hardware quanto o software. Eles compartilharão seus novos dados e conhecimentos com outras instituições de pesquisa suíças. Isso contribuirá para a criação de combustíveis sintéticos mais sustentáveis para o meio ambiente.

Os pesquisadores acreditam que seu trabalho terá um grande impacto nas futuras soluções energéticas. Compartilhar suas ferramentas e dados abertamente é fundamental para seu plano. Eles esperam que outros pesquisadores façam o mesmo para acelerar o progresso nessa área.