.
Sendo o gás de efeito estufa mais abundante e persistente emitido, o dióxido de carbono (CO2) é o principal impulsionador da mudança climática. Para resolver os problemas prementes associados às mudanças climáticas e ao esgotamento dos combustíveis fósseis, os cientistas estão procurando soluções viáveis que possam minimizar a quantidade de CO2 lançado na atmosfera. Uma solução atraente para este problema é converter o CO atmosférico2 em compostos mais úteis. Para este fim, o metanol – uma matéria-prima, aditivo de combustível e transportador de energia, está sendo amplamente explorado como uma opção de conversão promissora para CO2.
Agora, enquanto vários catalisadores são usados atualmente para CO2 reações de conversão, a maioria delas foi projetada e investigada para uso em condições de alta temperatura e pressão. Esta é uma limitação séria por vários motivos. Primeiro, manter tais condições requer energia e sistemas de contenção caros. Em segundo lugar, o CO2 a reação de hidrogenação é exotérmica e, portanto, ocorre mais favoravelmente em temperaturas mais baixas. Em terceiro lugar, as altas temperaturas às vezes podem comprometer a estabilidade dos catalisadores, resultando em sua vida útil reduzida. Finalmente, a eficiência de conversão dos catalisadores heterogêneos existentes é extremamente baixa para catalisar tais reações de conversão.
Diante desse cenário, uma equipe de pesquisadores liderada pelo professor Hideo Hosono, do Instituto de Tecnologia de Tóquio, no Japão, decidiu desenvolver um melhor catalisador para CO2 hidrogenação. Em seu estudo publicado no Jornal da Sociedade Química Americanaeles relatam o desenvolvimento de um novo catalisador intermetálico sintetizado por meio de um processo simples de amonólise combinando paládio (Pd) e molibdênio (Mo).
Para sintetizar esse catalisador, os pesquisadores empregaram uma abordagem simples baseada na amonólise de um precursor de óxido. Simplificando, a amonólise pode ser usada para combinar metais misturando precursores, como óxidos ou nitratos, com gás amônia em altas temperaturas. A amônia reage com os precursores para formar complexos intermediários chamados amidas metálicas, que então se decompõem para formar o composto intermetálico desejado.
Usando várias técnicas analíticas, a equipe determinou a estrutura cristalina do catalisador “h-PdMo” e sondou sua estabilidade química e térmica. Notavelmente, eles descobriram que o h-PdMo era estável em temperaturas de até 400 °C e não se decompunha no ar. “Esse tipo de robustez é muito importante quando se considera a praticidade de um catalisador”, comenta o Prof. Hosono.
Em seguida, os pesquisadores avaliaram o desempenho do h-PdMo para CO2 hidrogenação em diferentes condições. A uma temperatura de 100 °C, o catalisador foi capaz de produção contínua de metanol sem qualquer sinal significativo de degradação, por mais de 100 horas. Além disso, à temperatura ambiente (25 °C) e sob pressão relativamente baixa, o desempenho do h-PdMo foi notável. Explicando melhor as descobertas, o Prof. Hosono diz: “A uma pressão de 0,9 MPa, nosso catalisador alcançou uma eficiência de conversão comparável ou até superior à dos catalisadores heterogêneos de última geração, que demonstram uma eficiência de conversão semelhante sob condições mais altas -condições de pressão na faixa de 4 a 5 MPa.”
Em resumo, os pesquisadores desenvolveram um catalisador muito ativo e estável para CO2 hidrogenação à temperatura ambiente que pode ser sintetizada através de um processo simples. O Prof. Hosono conclui dizendo: “Nossa descoberta fornece uma fronteira para o desenvolvimento de catalisadores, não apenas para síntese de metanol de baixa temperatura e CO2 reações de conversão, mas também para outras reações catalisadas por Pd.”
.
