Pesquisa da USP busca transformar C02 em combustível de avião

Através de catalisador baseado em metais, cientistas esperam produzir mais de um quilo de combustível sustentável nos próximos meses

O transporte aéreo emite cerca de 5% dos gases do efeito estufa [Imagem: Reprodução/Pexels]

Em pesquisa do Instituto de Química (IQ) da Universidade de São Paulo (USP), chefiada pelo professor Pedro Vidinha, o dióxido de carbono (CO2) é transformado em moléculas que podem funcionar como combustível limpo, em sua maioria metanol. A reação acontece a partir da adição de hidrogênios à molécula inicial, captada a partir da produção de etanol e da queima do bagaço de cana.

O processo ocorre por um catalisador patenteado pela USP, idealizado pela tese de doutorado de Maitê Gothe. O objetivo final é apresentar uma alternativa à matriz energética mundial, substituindo em partes combustíveis fósseis por limpos em meios de transportes poluentes, como os aviões, que hoje são apresentados aos Sustainable Aviation Fuels (Combustíveis de Aviação Sustentáveis).

Combustível de aviação e matriz energética

Em decorrência do avanço tecnológico e encurtamento das distâncias, houve um aumento no número de voos intercontinentais e nacionais, por consequência, aumentando o nível de poluição gerada pelo meio, um dos mais poluentes. Porém, outras alternativas de combustíveis encontram impasses para o desempenho seguro das aeronaves, como explica o professor: “Podemos fazer aviões elétricos ou aviões a hidrogênio, até há projetos disso. Mas, se um avião elétrico cai, nunca mais se faz aviões elétricos. Se um avião hidrogênio cai, nunca mais se faz, aviões a hidrogênio.”

Com isso, é preciso usar um combustível semelhante ao já utilizado, então, transforma-se moléculas como metanol e etanol da cana, em substâncias com até 12 carbonos, pelo processo de adição, assim produzindo hidrocarbonetos verdes para a aviação, os chamados combustíveis sustentáveis. Contudo, esse processo é complexo de se executar: “Sempre que se realiza uma adição de carbono, a reação é complexa. E sempre que adicionar o carbono, o próximo composto terá cada vez mais ramificações. Então, chegamos ao fim, não com um composto, por exemplo, mas com uma cadeia de oito carbonos linear, logo, há uma dispersão de combustível”, diz o professor. “É como se fizesse um whisky, basicamente. Fazer um blend (mistura) de várias moléculas químicas para obter o combustível com as características de ignição e de emissão que tu queres.”

Além disso, esse combustível sustentável, compreende apenas 50% do combustível total do avião, pois o restante, é compreendido por espécies de moléculas aromáticas, como benzenos e toluenos, necessários para a lubrificação das turbinas de aviões. Embora a dificuldade no sistema, Vidinha reitera a importância do processo: “Se parasse hoje as emissões totais de combustíveis fósseis, já não conseguiria reverter e não conseguiria atingir os objetivos do Tratado de Paris, que é, no fundo, chegar ao final do século com um grau e meio acima do valor da temperatura do período pré-industrial. Então, o que precisa ser feito? Precisa-se retirar CO2 da atmosfera, ou seja, precisa ser mais rápido que as emissões.”

Transformação por catalisador

Toda a pesquisa feita pela USP é conduzida por meio de um catalisador, composto por dióxido de titânio e rênio, em que o primeiro funciona como suporte da reação, enquanto o segundo é o elemento ativo, responsável por facilitar a troca de elétrons entre o hidrogênio e a molécula de dióxido de carbono. A escolha dos elementos veio da maior seletividade do rênio ao metanol, em detrimento de transformações como metano e monóxido de carbono que outros metais poderiam gerar.

O catalisador , que usava pó em seus experimentos, passou a utilizar-se de pellets, espécie de aglomeração de partículas, passando a ser maiores e uniformes, permitindo o uso em escala industrial. Isso é fundamental para o avanço do projeto, o qual produzia cerca de 300 miligramas anos atrás, e hoje produz em média 500 gramas de produto, com expectativa de fabricar 2 quilos de matéria até outubro deste ano.

Mas não é apenas os pesquisadores que têm interesse no avanço da pesquisa. O estudo tem o apoio da Shell que busca diversificar sua produção e apresentou interesse no projeto, tirando-o da fase de laboratório, trazendo-o para a fase industrial. Além do mais, o instituto proporcionou um espaço para o laboratório da equipe e uma torre de destilação para separar líquidos e gases formados durante a produção.

FONTE: USP