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Programa FAPESP de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais

Publicado em 10 julho 2017

O Laboratório de Combustão e Captura de Carbono (LC3) da Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá (FEG/UNESP) foi criado em 2014 no Departamento de Energia (DEN), tendo como meta desenvolver pesquisas na área de Energia com ênfase na mitigação dos impactos ambientais causados pela emissão de CO2 proveniente da geração de energia. Atualmente, no LC3 está em desenvolvimento o Projeto de Pesquisa com recursos do Programa FAPESP de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais (PFPMCG), sob a coordenação da Profa. Ivonete Ávila, cujo objetivo é avançar o conhecimento no tema.

Devido à necessidade de reduzir as emissões de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera, esforços têm sido dedicados à geração de novas tecnologias, denominadas por Tecnologia de Captura e Armazenamento de Carbono (CCS - Carbon Capture and Storage). Estudos na literatura indicam que os processos de carbonatação possuem grande potencial para uso em tecnologia CCS. Estes estudos são propostos para reduzir os impactos causados pela geração de energia nas mudanças climáticas, utilizando materiais que reagem com o CO2 antrópico para produzir carbonatos, que são termodinâmico e ambientalmente estáveis.

O desenvolvimento de novos materiais que atuam como sorventes de CO2 é de extrema importância. Normalmente, os processos de captura de CO2 por carbonatação utilizam rochas silicatos (serpentinas) ou calcários.

Na carbonatação mineral, ou Captura de Carbono e Sequestro por Mineralização (CCSM - Carbon Capture and Storage by Mineralization), aplicam-se as serpentinas para o sequestro de CO2. Os processos CCSM ainda são limitados para poderem ser apresentados como tecnologias economicamente eficientes, uma vez que as serpentinas nem sempre são boas matérias primas para estes processos, obtendo-se baixa conversão na produção de carbonatos. A outra limitação é o uso de sistemas ácido forte e base forte que requerem grande quantidade de energia na etapa de recuperação os reagentes.

Outra tecnologia de carbonatação promissora refere-se ao processo de Calcium Looping (Ca-L), no qual o CO2 é capturado por meio de reações gás-sólido com o uso de calcários. Assim, o CO2 gerado na combustão reage com o óxido de cálcio (CaO) para produzir carbonatos e, subsequentemente, o CO2 é liberado durante o processo de calcinação. O processo ocorre em sucessivos ciclos de calcinação/carbonatação, permitindo o estabelecimento de um fluxo de CO2 com alta pureza, que pode ser prontamente sequestrado. A redução no decaimento da qualidade de adsorção do material do calcário de acordo com o aumento do número de ciclos de calcinação/carbonatação é um dos desafios desta tecnologia. A sinterização é intensificada com o número de ciclos e causa redução significativa na área e volume de poros das partículas. Consequentemente, a difusividade do CO2 se torna menor devido ao aumento da resistência difusiva e bloqueio dos sítios livres para reação e compromete a eficiência do processo de sorção.

Neste contexto, é de grande importância conduzir estudos com avaliações cinéticas, os quais considerem também as mudanças estruturais das matérias primas utilizadas nos processos de carbonatação aplicados à tecnologia CCS. Assim, este projeto tem como objetivo contribuir na mitigação das emissões antropogênicas de CO2 na atmosfera e permitir o uso continuado de combustíveis fósseis para geração de energia. Pretende-se contribuir para o entendimento das tecnologias de mitigação de CO2, inserindo um novo assunto, o qual permitirá o fortalecimento do grupo de pesquisa do LC3 dentro da rede temática das mudanças climáticas em projetos vinculados ao PFPMCG.

Assessoria Unesp