Com informações do RCGI - 16/08/2021
A conversão química do CO2 é complicada, mas pode valer a pena.
[Imagem: Kelvin A. Pacheco et al. - 10.1016/j.jcou.2020.101391]
Usar, e não armazenar o CO2
Com as emissões de CO2 da nossa sociedade se tornando um dos principais motores do aquecimento do planeta, tem havido um grande esforço no sentido de transformar esse gás carbônico em combustível ou em outros compostos químicos de interesse industrial.
Isso pode não apenas capturar o CO2 da atmosfera, reduzindo seu efeito estufa, como também evitar a queima de combustíveis fósseis adicionais, que lançam mais dele no ar, o que é mais interessante do que a tradicional captura, sequestro e armazenamento de carbono.
Como essa nova química não é simples, um dos primeiros desafios é identificar quais compostos podem ser produzidos a partir do CO2 e quais deles apresentam as maiores vantagens em termos de viabilidade técnica, potencial de mercado e sustentabilidade.
Este foi o trabalho a que se propuseram químicos da Escola Politécnica da USP. "Tentamos desenvolver a nossa própria metodologia para fazer uma seleção um pouco mais rigorosa do que encontrávamos na literatura," contou o pesquisador Kelvin Pacheco.
Conversão química do CO2
Os pesquisadores partiram de um universo inicial de 122 possíveis produtos, que foram submetidos a três etapas de seleção. Após a definição de critérios e das melhores ferramentas de análise multicritérios, passaram por uma avaliação na qual foram verificados itens como maturidade tecnológica do produto, taxa de utilização das moléculas do CO2 , projeção de crescimento e preço.
Do grupo inicial de 122, uma primeira triagem selecionou 23, que foram reduzidos para apenas 8 mais viáveis. Dentre esses oito, os pesquisadores definiram os três mais promissores técnica e comercialmente.
A análise mostrou que o dimetilcarbonato (DMC), o ácido acético e o dimetil éter (DME) são os três produtos derivados do dióxido de carbono com maior potencial para desenvolvimento e mais promissores para novos estudos.
Uma abordagem ainda mais promissora consiste em usar energia solar para transformar CO2 em combustível.
"A conversão química do CO2 em outro composto químico é uma reação desfavorável, sob o ponto de vista energético. É difícil de ser realizada," esclarece Antônio Bresciani, membro da equipe. "Outro aspecto importante é que a conversão, além de eliminar a emissão de CO2, precisa ser viável comercialmente. Não adianta viabilizar uma reação para um produto que não tenha mercado ou que tenha um valor menor."
As metodologias que a equipe analisou procuraram justamente encontrar produtos que atendessem aos diferentes critérios, levando-se em conta a dificuldade de promover a reação, o mercado para o produto e a sua sustentabilidade.
Os três produtos derivados do CO2 selecionados pelos pesquisadores apresentam grande vantagem ambiental. O dimetilcarbonato (DMC), por exemplo, é atualmente produzido principalmente por rota convencional a partir de metanol e fosgênio, a qual apresenta diversos problemas, sendo o principal o uso do fosgênio. Trata-se de um gás extremamente tóxico e que gera como subproduto o ácido clorídrico, altamente corrosivo. Portanto, a produção de DMC a partir de CO2, em substituição ao fosgênio, é um método ambientalmente mais apropriado.
Entre as possíveis aplicações do DMC (dimetilcarbonato) está a fabricação de policarbonato, um tipo de plástico capaz de substituir o vidro, normalmente gerado a partir da indústria petroquímica. O processo possibilitaria diminuir 1.730 toneladas de CO2 para cada 10.000 toneladas de policarbonato produzidas. Caso toda a produção mundial de policarbonato utilizasse esse processo, haveria uma diminuição em torno de 450.000 toneladas de CO2 por ano. O DMC também pode ser usado como solvente e aditivo de combustível.
Já o gás dimetil éter (DME) tem como uma de suas possíveis aplicações a substituição do diesel como combustível, o que abriria um grande mercado. A questão do preço em comparação com os produtos do petróleo, no entanto, ainda precisa ser resolvida.
E o terceiro produto, o ácido acético, é amplamente usado na indústria química como reagente. É o precursor do acetato de vinila, usado para fazer o PVA, outro tipo de plástico com numerosas aplicações, como em adesivos.