Esta invenção permite uma captura de carbono muito eficaz e de baixo custo

Diante da urgência climática, a melhoria das tecnologias de captura de CO₂ revela-se essencial para reduzir as emissões industriais. Os pesquisadores da École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) fizeram um avanço significativo ao desenvolverem membranas de grafeno tão finas quanto um átomo, integrando nitrogênio piridínico. Essa inovação pode transformar a maneira como as indústrias gerenciam suas emissões de dióxido de carbono.


As emissões de CO₂ das centrais elétricas, cimenteiras, siderúrgicas e incineradores de resíduos representam um grande desafio. Atualmente, os métodos de captura de carbono são frequentemente energicamente intensivos e caros, limitando sua adoção em larga escala. Para superar esses obstáculos, os cientistas estão explorando novas tecnologias, como a captura, uso e armazenamento de carbono (CCUS), a fim de tornar esses processos mais eficientes e econômicos.


O grafeno, material conhecido por suas propriedades excepcionais, está no centro dessa inovação. A equipe liderada por Kumar Varoon Agrawal do EPFL desenvolveu membranas de grafeno com bordas de poros enriquecidas com nitrogênio piridínico, melhorando significativamente a captura de CO₂. Essas membranas demonstram um equilíbrio notável entre permeância e seletividade, duas características essenciais para uma captura eficaz de carbono.

A fabricação dessas membranas envolve várias etapas avançadas. Primeiro, os pesquisadores sintetizam filmes de grafeno monocamada por deposição química em fase vapor sobre uma folha de cobre. Em seguida, os poros são criados por oxidação controlada a ozônio, seguida de um tratamento com amônia para integrar o nitrogênio piridínico às bordas dos poros. Essa metodologia garante uma integração precisa do nitrogênio, essencial para o desempenho das membranas.

Os resultados são impressionantes: essas membranas apresentam um fator de separação CO₂/N₂ de 53 para fluxos gasosos contendo 20 % de CO₂. Para concentrações tão baixas quanto 1 % de CO₂, o fator de separação supera 1 000. Esses desempenhos excepcionais demonstram o potencial dessas membranas para aplicações industriais mesmo em condições de baixa concentração de CO₂.

O processo de preparação das membranas não é apenas eficaz mas também escalável, permitindo a produção em escala centimétrica. Essa escalabilidade é essencial para seu desdobramento em larga escala em ambientes industriais. A equipe do EPFL agora planeja produzir essas membranas por um processo contínuo, abrindo caminho para uma adoção industrial ampla e para reduções significativas nos custos e nas necessidades energéticas dos processos de captura de carbono.

A incorporação dessas membranas pode transformar radicalmente as práticas industriais na gestão das emissões de CO₂. Ao oferecer uma solução mais sustentável e econômica para o CCUS, essa tecnologia representa um grande avanço na luta contra a mudança climática.

Autor do artigo: Cédric DEPOND
Fonte: Nature Energy