Um grupo de cientistas encontrou uma nova maneira de converter o dióxido de carbono, um dos vilões do aquecimento global, em metanol, um combustível mais amigável ao meio ambiente. O metanol, que tem potencial para ser uma alternativa aos combustíveis fósseis, foi obtido através de uma técnica inovadora que emprega átomos de cobre e luz para catalisar a reação química.
Apesar dos avanços promissores na reciclagem do CO₂, um desafio persistente tem sido a necessidade de hidrogênio, frequentemente derivado de fontes não sustentáveis, que acabam por contribuir para as emissões de gases estufa.
Para superar isso, pesquisadores de universidades internacionais colaboraram para melhorar as técnicas existentes, como a fotocatálise e a eletrocatálise, que utilizam a luz solar e a água, mas que ainda carecem de eficiência. Os resultados desse estudo colaborativo foram divulgados na revista científica Sustainable Energy and Fuels.
Cientistas descobriram uma metodologia avançada para converter dióxido de carbono em combustíveis como metanol, utilizando luz solar. O procedimento envolve a excitação dos elétrons em um material semicondutor que, em seguida, interage com o CO₂ e a água.
Para otimizar a eficácia desses materiais semicondutores na condução de elétrons, os pesquisadores aplicaram técnicas de aquecimento em nitreto de carbono. A equipe inovou no campo ao aplicar a técnica de pulverização magnetron para aderir átomos de cobre ao semicondutor, um processo que notavelmente prescinde do uso de solventes.
Com este avanço técnico, professado por Madasamy Thangamuthu da Escola de Química da Universidade de Nottingham, criou-se uma variação do nitreto de carbono que tem domínios cristalinos nanométricos. Esses domínios promovem uma interação mais eficaz com a luz e uma melhor separação de cargas elétricas, constituindo uma etapa significativa para a conversão solar eficiente de dióxido de carbono em combustível.
Durante as experimentações conduzidas pela pesquisadora Tara LeMercier, da Universidade de Nottingham, observou-se um salto significativo na atuação de um novo tipo de nitreto de carbono. Em comparação com o nitreto de carbono convencional, constatou-se que a nova variante, mesmo sem a presença de cobre, apresentou uma performance de catalização superior em 44 vezes.
A eficácia deste fotocatalisador foi ainda mais amplificada pela incorporação de cobre, que com a adição de um miligrama do metal por grama do composto resultou em um aumento de quatro vezes na eficiência do processo. Uma mudança alvo no resultado da reação foi alcançada, com a produção de metanol — um combustível de alto valor — em detrimento do metano, gás conhecido por seu impacto negativo como agente do efeito estufa.
Andrei Khlobystov, professor na Escola de Química da mesma instituição, realçou a importância de se utilizar materiais sustentáveis. “Uma grande vantagem do novo catalisador é que ele consiste em elementos sustentáveis – carbono, nitrogênio e cobre – todos altamente abundantes em nosso planeta”, disse ele.
A inovação introduzida é um avanço notável na pesquisa de compostos fotocatalíticos e traz possibilidades para a criação de catalisadores seletivos e ajustáveis, que podem ser modificados em escala nano.
Além disso, o esforço do programa Metal Atoms on Surfaces and Interfaces (MASI) é direcionado a explorar catalisadores que empreguem elementos abundantes e evitem os de terras raras, com o objetivo de desenvolver soluções sustentáveis para a conversão de CO₂.
