Um grupo de cientistas do Laboratório Nacional de Oak Ridge, pertencente ao Departamento norte-americano de Energia, no Tennessee, desenvolveu um processo eletroquímico que utiliza pequenos picos de carbono e cobre para transformar CO2 em combustível alcoólico.
Cientistas da ORNL que compõem o estudo: Yang Song (sentado), Dale Hensley (esquerda), Adam Rondinone (direita). Créditos: ORNL
Mas um súbdito "erro" de conjugação eletroquímica deu origem a uma substância muito mais enriquecedora: o etanol, vulgarmente conhecido por álcool etílico, utilizado na indústria.A diferença entre o metanol e o etanol
Quando os cientistas de Oak Ridge viram que tinham transformado dióxido de carbono (CO2) em etanol, o espanto foi total. Isto porque esta substância química é um álcool que provém de um derivado dos cereais e vegetais. Etanol: representado pela fórmula química CH3 CH2OH ou H6OC2, também chamado álcool etílico, é uma substância orgânica, líquida, obtida da fermentação de açúcares, hidratação do etileno ou redução de acetaldeído, podendo este ser encontrado na cerveja, vinho e aguardente, bem como na indústria.
Inicialmente os cientistas nem imaginavam ser possível esta transformação e procurarem transformar CO2 em metanol.
Mas qual a diferença?
O etanol é geralmente utilizado na fabricação de bebidas alcoólicas fermentadas (cerveja, aguardente, vinho), produtos de limpeza doméstica e também de combustíveis para automóveis, principalmente no Brasil.Metanol: representado pela fórmula química CH3OH, o metanol é líquido em temperatura ambiente, incolor, de odor característico, apresenta um ponto de fusão de -98 °C e ponto de ebulição de 65 °C e é solúvel em água, etanol e éter dietílico.
Já quanto ao metanol, a principal aplicação deste químico líquido é usado na generalidade como solvente em inúmeras reações industriais, além de ser muito útil na produção de polímeros sintéticos, como, por exemplo, o plástico e a fórmica.
O metanol também é utilizado na extração de óleos vegetais e animais, na preparação de vitaminas, hormonas e colesterol e na obtenção do MTBE (éter metílico-terciobutílico), substância usada para aumentar a octanagem da gasolina, especialmente nos Estados Unidos.
Quando ao teor energético o metanol não é tão prático e eficiente face ao etanol, daí esta descoberta ser revolucionária, afirmando os cientistas ser esta uma "nova reviravolta tecnológica no mundo da criação de combustível".
Criar álcool com recursos escassos
Os cientistas do Departamento de Energia de Oak Ridge desenvolveram um processo eletroquímico que utiliza pequenos picos de carbono e cobre para transformar CO2 em combustível.
A equipa usou um catalisador de carbono, cobre e nitrogénio e uma pequena tensão elétrica para desencadear uma reação química complicada que basicamente inverte o processo de combustão.
Com a ajuda de um catalisador - e aplicada uma tensão de 1,5 volts -, a solução de dióxido de carbono, previamente dissolvida na água, transforma-se em Etanol.
"Nós descobrimos por acaso este material" refere Adam Rondinone, um dos cientistas e autores do estudo da Oak Ridge, publicado na página eletrónica do laboratório.
Os cientistas da ORNL desenvolveram um catalisador que utiliza nanopartículas de cobre (vistas como esferas) incorporadas em nanos picos de carbono e que converte o dióxido de carbono em etanol. / Créditos: ORNL
"Estávamos a estudar a primeira etapa de uma reação proposta quando percebemos que o catalisador estava fazendo a reação por conta própria", explica.
Adam Rondinone refere que obter Etanol foi uma verdadeira surpresa e diz que "é extremamente difícil ir direto do dióxido de carbono para etanol com um único catalisador".
Catalizador e baixa energia são solução
Rondinone explica no artigo agora publicado que a utilização do catalisador é essencial devido à sua estrutura de nanoescala, que contém nanopartículas de cobre embutidas numa espiga de carbono.
Esta abordagem científica significa que os investigadores não precisam de recorrer a raros metais, como a platina, que são extremamente caros muitas vezes inviabilizando o processo, tornando-se economicamente inviáveis.
Dada a dependência da técnica de materiais de baixo custo e o facto de poder ser transformado à temperatura ambiente, em água e com reduzidos custos energéticos, os investigadores acreditam que esta abordagem poderia ser ampliada.
O trabalho foi apoiado pelo escritório de ciência do DOE e usou recursos do ORNL centro para Ciências dos materiais Nanophase.
Níveis de dióxido de carbono a aumentar
Uma investigação do Laboratório de Pesquisa de Ciências da Terra (ESRL), da NASA, confirmou o maior aumento anual registado na última década de dióxido de carbono no planeta.
Segundo a ESRL, entre fevereiro de 2015 e 2016, os níveis de concentração de dióxido de carbono aumentaram 376 ppm para 404,02 ppm, batendo o anterior registo de subida recorde anual, entre 1997-1998, ficando este valor, na altura, nos 370 ppm. Ppm (parte por milhão) é a medida utilizada de concentração que se utiliza quando as soluções são muito diluídas.
Os valores de concentração elevados em 2015 verificam-se precisamente quando este ano foi também um dos anos mais quentes registados no planeta.
Os números foram medidos em Mauna Loa, onde a ESRL tem um Observatório de monitorização global.
O Observatório tem vindo a recolher dados relacionados com as mudanças atmosféricas desde a década de 1950.
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