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Agência Gestão CT&I

Ferramenta permite a separação do CO2 de outras misturas gasosas

Publicado em 01 junho 2017

Uma tecnologia desenvolvida por pesquisadores do Centro de Ciência e Tecnologia dos Materiais do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen), em colaboração com colegas da Universidade de Aveiro, de Portugal, promete ser mais eficiente do que as soluções disponíveis hoje para separar Dióxido de carbono (CO2) de misturas gasosas. A ferramenta é baseada em membranas cerâmicas compósitas (feitas por meio da combinação de materiais diferentes). A captura e armazenamento do composto químico são importantes para reduzir os impactos climáticos na atmosfera causados por esse gás de efeito estufa.

O projeto é realizado no âmbito do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) – um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) apoiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). As tecnologias disponíveis para separação de CO2 se baseiam no uso de solventes para absorção, de adsorventes sólidos (superfícies de adesão de moléculas de um fluido) como separadores sólidos e membranas. Dentre essas tecnologias, as membranas eletroquímicas de separação têm despontado como uma alternativa promissora para essa finalidade porque, entre outras vantagens, consomem menos energia e são escalonáveis.

O problema das membranas de separação existentes atualmente – compostas por materiais inorgânicos, orgânicos (como polímeros) ou a combinação dessas duas classes de materiais –, contudo, é que não conseguem selecionar totalmente CO2 de misturas gasosas e operar em altas temperaturas, acima dos 400 ºC, por exemplo.

A fim de superar essas barreiras, os pesquisadores pretendem desenvolver membranas compósitas para separação seletiva de CO2 a altas temperaturas por meio da combinação de eletrólitos (soluções que permitem a passagem de elétrons) de pilhas a combustível à base de óxido de cério e de carbonatos alcalinos fundidos.

Nesse sistema, baseado em fenômenos eletroquímicos, os eletrólitos à base de óxido de cério exercem a função de condutores de íons óxido, enquanto os de carbonatos alcalinos fundidos desempenham o papel de condutores de íons carbonatos.

Ao atravessar a membrana cerâmica, as moléculas de CO2 presentes em uma mistura gasosa combinam-se com os íons óxidos e formam CO32- (íons carbonatos).

Os íons carbonatos são transportados pelos carbonatos alcalinos fundidos ao longo da membrana, até ao lado oposto, onde se decompõem e liberam CO2.

Os íons óxidos retornam, então, às suas posições de origem na membrana para se combinarem com novas moléculas de CO2 e reiniciarem um novo ciclo do processo de separação do composto de misturas gasosas.

(Agência ABIPTI com informações da Fapesp)