Nanopartículas de cobre convertem CO2 em combustível

Redação do Site Inovação Tecnológica – 18/04/2012

Nanopartículas de cobre convertem CO2 em combustível

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

 

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Publicado em 18/04/2012, em Ciência e tecnologia. Adicione o link aos favoritos. 1 comentário.

  1. gabi.giraldi@hotmail.com

    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:

    .

    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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