Nanopartículas de cobre convertem CO2 em combustível
Redação do Site Inovação Tecnológica – 18/04/2012
Nanopartículas de ouro (vermelho claro) combinadas com nanopartículas de cobre (verde claro) formam nanopartículas híbridas (vermelho escuro), que foram transformadas em pó (primeiro plano) para catalisar a redução de dióxido de carbono.[Imagem: MIT]
Caprichos do cobre
O cobre é um dos poucos metais capazes de transformar o dióxido de carbono em hidrocarbonetos – o petróleo, o carvão e o gás natural são hidrocarbonetos – com relativamente pouca energia.
Quando recebe uma tensão elétrica, um eletrodo de cobre atua como um catalisador muito forte, desencadeando uma reação eletroquímica com o dióxido de carbono, que reduz o gás de efeito estufa para metano ou metanol.
Mas o cobre é temperamental: ele se oxida facilmente.
Como resultado, o metal é instável, o que pode reduzir significativamente a sua reação com o dióxido de carbono em pouco tempo.
Além da perda de eficiência, o processo passa a produzir subprodutos indesejáveis, como monóxido de carbono e ácido fórmico.
Boa companhia
Agora, pesquisadores do MIT encontraram uma solução que, além de tornar o metal mais estável, pode reduzir ainda mais a energia necessária para que o cobre converta dióxido de carbono em combustíveis.
Kimberly Hamad-Schifferli e seus colegas sintetizaram nanopartículas de cobre misturadas com ouro, que é resistente à corrosão e à oxidação.
Os pesquisadores observaram que apenas um leve toque de ouro faz o cobre se tornar muito mais estável.
Se o uso do ouro impressiona pelo seu alto custo, é bom lembrar que os catalisadores mais comumente utilizados são feitos à base dos muito mais caros platina e ródio.
A equipe demonstrou a eficácia de nanopartículas compostas por um terço de ouro e dois terços de cobre, ou dois terços de ouro e um terço de cobre.
CO2 vira combustível
Nos experimentos, os eletrodos revestidos com as nanopartículas híbridas cobre-ouro precisaram de menos energia para reagir com o dióxido de carbono, em comparação com as nanopartículas de cobre puro.
“Você normalmente precisa colocar um bocado de energia para converter dióxido de carbono em algo útil,” comentou Hamad-Schifferli. “Nós demonstramos que as nanopartículas híbridas de cobre-ouro são muito mais estáveis, e têm o potencial para reduzir a energia necessária para a reação.”
Reciclagem do CO2
Vários pesquisadores ao redor do mundo têm estudado o potencial do cobre como um meio energeticamente eficiente de reciclagem do dióxido de carbono – uma espécie de combustão reversa – em fábricas e termoelétricas.
Em vez de ser liberado para a atmosfera, o dióxido de carbono seria forçado a circular através de um catalisador de cobre e transformado em metano – que poderia então alimentar as próprias turbinas de geração de energia ou outros processos na fábrica.
Esse sistema de auto-energização poderia reduzir consideravelmente as emissões de gases de efeito estufa, sobretudo pelas geradoras a carvão e gás natural.
Bibliografia:
Compositional dependence of the stability of AuCu alloy nanoparticles
Z. Xu, E. Lai, Y. Shao-Horn, K. Hamad-Schifferli
Chemical Communications
Vol.: Just submitted
Publicado em 18/04/2012, em Ciência e tecnologia. Adicione o link aos favoritos. 1 comentário.
Gabriela Giraldi 1ºEM B
Nesta experiência, é mostrada a reação entre três substâncias: álcool (C2H6O, líquido de cima), permanganato de potássio (KMnO4, pó preto que forma solução roxa) e ácido sulfúrico (H2SO4, líquido de baixo). O ácido sulfúrico reage com o permanganato de potássio formando o heptóxido de manganês (Mn2O7), que, em contato com um combustível (neste caso o álcool) inicia uma reação de combustâo. As luzes no interior do frasco nada mais são que a reação de auto-combustão da mistura. As reações que ocorrem são:
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KMnO4 + H2SO4 –> HMnO4 + KHSO4
2HMnO4 –> Mn2O7 + H2O (o excesso de H2SO4 catalisa esta reação, funcionando como desidratante.)
Mn2O7 –> 2MnO2 + 3[O] (oxigênio atômico, muito reativo)
C2H6O + 6[O] –> 2CO2 + 3H2O
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