Cientistas transformam emissões de carbono em energia utilizável

Um estudo recente afiliado à UNIST desenvolveu um sistema que produz eletricidade e hidrogênio (H2) enquanto elimina o dióxido de carbono (CO2), o principal contribuinte do aquecimento global. Este avanço foi liderado pelo professor Guntae Kim na Escola de Energia e Engenharia Química da UNIST em colaboração com o professor Jaephil Cho no Departamento de Engenharia de Energia e o professor Meilin Liu na Escola de Ciência e Engenharia de Materiais do Instituto de Tecnologia da Geórgia.

Neste trabalho, a equipe de pesquisa apresentou um sistema Na-CO2 híbrido que pode continuamente produzir energia elétrica e hidrogênio através de eficiente conversão de CO2 com operação estável por mais de 1.000 horas a partir da dissolução espontânea de CO2 em solução aquosa.

"As tecnologias de captura, utilização e sequestro de carbono (CCUS) receberam recentemente muita atenção por fornecer um caminho para lidar com as mudanças climáticas globais", diz o professor Kim. "A chave para essa tecnologia é a fácil conversão de moléculas de CO2 quimicamente estáveis ​​em outros materiais". Ele acrescenta: "Nosso novo sistema resolveu esse problema com o mecanismo de dissolução de CO2".

Uma porcentagem das emissões humanas de CO2 é absorvida pelo oceano e transformada em ácido. Os pesquisadores se concentraram nesse fenômeno e tiveram a ideia de fundir o CO2 na água para induzir uma reação eletroquímica. Se a acidez aumenta, o número de prótons aumenta, o que aumenta o poder de atrair elétrons. Um sistema de bateria baseado nesse fenômeno pode produzir eletricidade removendo CO2.

Seu Hybrid Na-CO2 System, assim como uma célula de combustível, consiste de um cátodo (sódio metálico), separador (NASICON) e ânodo (catalisador). Ao contrário de outras baterias, os catalisadores estão contidos na água e são conectados por um fio condutor a um cátodo. Quando o CO2 é injetado na água, a reação começa, eliminando o CO2 e criando eletricidade e H2. A eficiência de conversão do CO2 é de 50%.

"Essa célula Na-CO2 híbrida, que adota tecnologias CCUS eficientes, não utiliza apenas CO2 como recurso para gerar energia elétrica, mas também produz uma fonte de energia limpa, o hidrogênio", diz Jeongwon Kim, do Combined M.S / Ph.D. em Engenharia de Energia na UNIST, co-primeiro autor da pesquisa.

Este sistema mostrou estabilidade ao ponto de operar por mais de 1.000 horas sem danificar eletrodos. O sistema pode ser aplicado para remover CO2, induzindo reações químicas voluntárias. "Esta pesquisa levará a pesquisas mais derivadas, e será capaz de produzir H2 e eletricidade de forma mais eficaz quando os eletrólitos, o separador, o projeto do sistema e os eletrocatalisadores forem melhorados", disse o professor Kim.



Fonte: phy.org