COMBUSTÍVEL PESQUISA E DESENVOLVIMENTO
Opção promissora
Pesquisadores da Ufscar estudam o uso dos nitretos de carbono como novo tipo de catalisador para a produção de biodiesel esquisa que está senPp desenvolvida pela Universidade Federal de São Carlos (Ufscar), localizada no interior paulista, tem se mostrado promissora na aplicação de nitretos de carbono como catalisadores da reação que transforma óleos vegetais em biodiesel. No estudo, já foram testados sete tipos diferentes de nanomateriais à base de nitreto de carbono, com diferentes técnicas, para verificar suas propriedades estruturais e morfológic:
Os testes catalíticos verificaram a eficácia na transesterificação uma reação química que ocorre entre um éster e um álcool, com formação de um novo éster e álcool de óleo de canola para a produção de biodiesel. Na verdade, essa reação pode ocorrer sem catalisador, mas tanto a qualidade do biodiesel produzido quanto o tempo de reação são melhorados com o uso desses agentes. “Modificamos uma série de nitretos de carbono e descobrimos uma correlação entre a quantidade de sítios básicos e sua atividade para a reação de transesterificação”, explica Freitas Teixeira, professor do Departamento de Química da UFSCar. —
“Demonstramos que eles atuam como catalisadores básicos, mecanismo que ainda era pouco entendido para esses materiais”. Alberto Mavwakdive A pesquisa, que tem ai da a participação da Un versidade Federal de Minas Gerais (UFMG), do Max Planck Institut, da Alemanha, e conta com o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) inclusive para a aquisição de equipamentos, já deu origem aum artigo publicado na revista ACS Applied Nano Materials e é mais uma frente na busca mundial por uma produção mais sustentável do biodiesel, tido como uma boa opção ao uso de combustíveis fósseis. De fato, o biodiesel hoje já pode ser produzido por diferentes processos, como transesterificação, craqueamento térmico ou pirólise e microemulsão.
A transesterificação é a mais comum, por ser eficiente e mais facilmente controlável. Nesse método de produção, os triglicerídeos do óleo vegetal reagem com um álcool na presença de um catalisador. Embora descoberto em 1PESI Eletrônica Informática SETEMBRO / OUTUBRO 2023 meados de 1890 pelo inventor do motor a diesel, o alemão Rudolf Diesel, o interesse pelo biodiesel só cresceu a partir da década de 1970, com a crise do petróleo e a emergência das mudanças climáticas, devido a ele constituir um combustível líquido biodegradável feito a partir de fontes renováveis, como óleos vegetais e gorduras animais. Como a sua produção consiste na reação do óleo ou gordura com um tipo de álcool (etanol ou metanol) por meio de um catalisador, o biodiesel tem ainda a vantagem de ser renovável, por sua natureza orgânica.
Além disso, é considerado um combustível limpo, podendo ser usado em motores de veículos e até mesmo de máquinas industriais, podendo substituir o diesel comum de forma parcial ou total. Testes Múltiplos parâmetros de reação foram avaliados na pesquisa da Ufscar para determinar as condições ideais e a quantidade necessária de catalisador a fim de obter a maior conversão de biodiesel possível. Foi então constatado que a utilização do LiKPHI (nitreto de carbono com cátions de lítio e potássio) apresentou o melhor desempenho, com 94% de rendimento na tra sesterificação do óleo de canola. Teixeira aponta que, na maioria dos casos, a reação de conversão dos óleos vegetais em biodiesel usa dróxido de sódio como catalisador básico, mas, por ser homogêneo, este tipo de hidróxido não é recuperado ao final da reação e ainda exige uma etapa de ajuste de pH.
Assim, substituir o hidróxido de sódio por um catalisador heterogêneo, ou seja, que não se solubiliza no meio, evita a fase de ajuste de pH, além de permitir sua recuperação para reuso. “Apesar de ainda muito preliminar, nosso trabalho mostrou que nitretos de carbono apresentam um grande potencial para serem aplicados como catalisadores na produção de biodiesel”, afirma o pesquisador. “Principalmente porque esses materiais são sólidos e não se solubilizam nas condições reacionais. Aplicando uma simples centrifugação, pudemos separá-los ao final da reação e reutilizá-los”.
Teixeira acrescenta que, além disso, o biodiesel obtido se mostrou estar dentro das especificações exigidas, não necessitando de nenhum pós-tratamento, como, por exemplo, o ajuste de pH. Para ele, no futuro, a substituição dos catalisadores homogêneos por catalisadores heterogêneos deverá não só simplificar o processo de produção de biodiesel, como, talvez, diminuir muito os seus custos de produção. De acordo com o pesquisador, o trabalho da Ufscar, em última instância, abre caminho para a exploração de desempenho de diferentes materiais para uma produção mais sustentável e eficiente do biodiesel. No entanto, Teixeira observa que, embora não haja alto custo associado à produção do catalisador em ambiente de laboratório, em escala industrial pode haver aumento de custos. Assim, o grupo reconhece a necessidade de executar mais pesquisas sobre a viabilidade técnica e econômica da nova tecnologia. 27