Folha artificial produz combustíveis líquidos limpos e prontos para uso

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/05/2023

Uma folha artificial individual presa a um suporte de metal.
[Imagem: Motiar Rahaman]

Fotossíntese artificial

Alimentada unicamente por energia solar, uma nova tecnologia converte dióxido de carbono (CO₂) e água em combustíveis líquidos, que podem ser adicionados diretamente ao motor de um carro.

A tecnologia pertence ao campo da fotossíntese artificial, neste caso produzindo etanol ou propanol diretamente, em uma única etapa - a fotossíntese artificial também pode ser usada para produzir hidrogênio solar.

Ao contrário dos combustíveis fósseis, esses combustíveis solares produzem emissões líquidas zero de carbono e são completamente renováveis e, ao contrário da maioria dos biocombustíveis, não desviam nenhuma terra agrícola da produção de alimentos.

Embora a tecnologia ainda esteja em escala de laboratório, os pesquisadores afirmam que suas folhas artificiais são um passo importante na transição de uma economia baseada em combustíveis fósseis.

"Jogar a luz do Sol sobre as folhas artificiais e obter combustível líquido a partir do dióxido de carbono e da água é um truque incrível de química," disse o professor Motiar Rahaman, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido. "Normalmente, quando você tenta converter CO₂ em outro produto químico usando um dispositivo de folha artificial, quase sempre obtém monóxido de carbono ou gás de síntese, mas aqui conseguimos produzir um combustível líquido prático apenas usando a energia do Sol. É um avanço empolgante que abre novos caminhos em nosso trabalho."

Diagrama da folha artificial.
[Imagem: Motiar Rahaman et al. - 10.1038/s41560-023-01262-3]

Combustíveis líquidos e limpos

Até agora, as folhas artificiais só conseguiam produzir produtos químicos simples, como gás de síntese, uma mistura de hidrogênio e monóxido de carbono que é usada para produzir combustíveis, produtos farmacêuticos, plásticos e fertilizantes. Mas, para tornar a tecnologia mais prática, ela precisa ser capaz de produzir produtos químicos mais complexos diretamente.

Agora, esta nova folha artificial conseguiu produzir diretamente etanol e propanol limpos em uma única etapa movida a energia solar - sem a necessidade da etapa intermediária de produção de gás de síntese.

Isso foi possível com um catalisador à base de cobre e paládio, que foi otimizado de forma a permitir que a folha artificial produza compostos químicos mais complexos, especificamente os álcoois multicarbonados etanol e n-propanol. Esses dois álcoois são combustíveis de alta densidade energética, que podem ser facilmente transportados e armazenados.

Outros cientistas já haviam conseguido produzir produtos químicos semelhantes usando energia elétrica, mas esta é a primeira vez que produtos químicos complexos com estes foram produzidos com uma folha artificial usando apenas a energia do Sol.

Aqui as folhas artificiais estão montadas no fotorreator. Este é o equipamento que deverá ser escalonado para uso industrial.
[Imagem: Motiar Rahaman]

Sair do laboratório

No momento o pequeno reator é apenas uma prova de conceito, com uma eficiência que pode ser taxada de modesta. Mas a equipe já está trabalhando para otimizar os absorvedores de luz - para captar mais luz solar - e otimizar o catalisador - para converter mais luz solar em combustível.

"Mesmo que ainda haja trabalho a ser feito, demonstramos o que essas folhas artificiais são capazes de fazer," disse o professor Erwin Reisner. "É importante mostrar que podemos ir além das moléculas mais simples e fazer coisas que são diretamente úteis à medida que nos afastamos dos combustíveis fósseis."

Mais tópicos