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A captura de carbono é um método promissor para ajudar a abrandar as alterações climáticas. Com esta abordagem, o dióxido de carbono (CO2) fica preso antes de escapar para a atmosfera, mas o processo requer uma grande quantidade de energia e equipamentos. Agora, pesquisadores relatando em Ciência Central ACS projetaram um sistema de captura usando uma célula eletroquímica que pode facilmente capturar e liberar CO2. O dispositivo opera à temperatura ambiente e requer menos energia do que os sistemas convencionais de captura de carbono à base de amina.
Muitas indústrias estão a recorrer à electrificação para ajudar a reduzir as emissões de carbono, mas esta técnica não é viável para todos os sectores. Por exemplo, CO2 é um subproduto natural da fabricação de cimento e, portanto, por si só, um dos principais contribuintes para as emissões. O excesso de gás pode ser retido com tecnologias de captura de carbono, que normalmente dependem de aminas para ajudar a “limpar” o poluente, ligando-se quimicamente a ele. Mas isto também requer muita energia, calor e equipamento industrial – que pode queimar ainda mais combustíveis fósseis no processo. A própria captura de carbono poderia ser electrificada através da utilização de células electroquímicas, e estes dispositivos poderiam ser alimentados por fontes de energia renováveis. Então, Fang-Yu Kuo, Sung Eun Jerng e Betar Gallant queriam desenvolver uma célula eletroquímica que pudesse capturar CO de maneira fácil e reversível.2 com entrada mínima de energia.
A equipe primeiro desenvolveu uma célula eletroquímica que poderia capturar e liberar o carbono emitido, “balançando” cátions carregados positivamente através de uma amina líquida dissolvida em dimetilsulfóxido. Quando a célula foi descarregada, um cátion Lewis forte interagiu com o ácido carbâmico, liberando CO2 e formando a amina carbamato. Quando o processo foi revertido e a célula carregada, o cátion foi removido e a célula pôde capturar CO2 e reformar o ácido carbâmico no processo.
Os pesquisadores otimizaram o processo de oscilação iônica com uma combinação de íons potássio e zinco. Em um protótipo de célula, eles usaram esses dois íons como base para o cátodo e o ânodo da célula. Esta célula exigia menos energia do que outras células baseadas em calor e era competitiva com outras células eletroquímicas nos experimentos iniciais. Além disso, testaram a estabilidade a longo prazo do dispositivo e descobriram que quase 95% da sua capacidade original foi mantida após vários ciclos de carga e descarga, demonstrando que o sistema era viável. Os pesquisadores afirmam que este trabalho mostra que uma alternativa eletroquímica é possível e pode ajudar a produzir CO contínuo2 tecnologias de captura e liberação mais práticas para aplicações industriais.
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