Conheça as tecnologias mais promissoras para capturar CO2

fonte: Inovação Tecnológica (com informações do Sintef)

Pesquisadores lançaram recentemente um manifesto afirmando que as tecnologias para captura de CO2 estão paralisadas ou avançando devagar demais.

Segundo o Global CCS Institute – CCS é a sigla em inglês para captura e sequestro de carbono – há atualmente no mundo 75 projetos tentando desenvolver tecnologias para retirar o CO2 da atmosfera, ou evitar que ele saia das chaminés.

Em 2012 foram anunciados nove projetos novos. O problema é que oito dos anteriores resultaram em fracasso, deixando o balanço praticamente sem crescimento.

Talvez em reação a isso, a Noruega, um dos países mais atuantes na área, decidiu anunciar um resumo dos seus projetos mais promissores.

Vários deles estão sendo desenvolvidos com parceiros da indústria e da academia, tanto na própria Noruega, quanto em outros países europeus.

SOLVIT: Captura de CO2 com a utilização de solventes

Projeto Solvit. [Imagem: Aker]

Usar aminas convencionais para capturar grandes emissões de CO2 industrial é altamente intensivo em energia.

O Solvit, um dos maiores projetos europeus de pesquisa para a captura de CO2, está enfrentando justamente este desafio.

O objetivo do projeto “Solventes para a próxima geração de sistemas de pós-combustão para captura de CO2” é desenvolver produtos químicos e processos otimizados para a pós-combustão.

Atualmente na metade de sua agenda de oito anos, o projeto SOLVIT já conseguiu reduzir o gasto de energia em 35%.

Os pesquisadores afirmam que sua meta de redução de 50% está ao alcance e deverá ser obtida nos próximos quatro anos.

O projeto já conta com uma planta em larga escala para demonstração da tecnologia e verificação de seu funcionamento industrial.

ZEG: Produção de eletricidade e hidrogênio com emissão zero

Projeto ZEG. [Imagem: Sintef]

O projeto ZEG – Zero Emission Gasou Gás com Emissões Zero – é um dos mais arrojados e mais promissores na agenda, sobretudo pelo seu um potencial de alcançar uma alta eficiência energética.

O objetivo é recuperar mais de 80% da energia contida no gás natural – um carro recupera cerca de 25% da energia contida na gasolina.

O que torna este projeto diferente, e mais arrojado, é que ele produz eletricidade e hidrogênio enquanto captura o CO2.

O processo ZEG, atualmente em fase de planta-piloto, integra a captura de CO2 em um processo maior, em contraste com os sistemas de pré e a pós combustão.

O projeto deverá sair da escala de laboratório para uma instalação piloto de 50 kW construída em Lillestrom, Noruega, até o final de 2013.

Combustão Química em Circuito Fechado

Esquema da combustão química em circuito fechado. [Imagem: Wikipedia/NiallMcG]

O processo conhecido como CLC (Chemical Looping Combustion) é outra alternativa promissora para a captura de CO2 e a produção simultânea de energia.

Um sistema de combustão química de circuito fechado é formado por dois reatores.

No primeiro, é queimado gás natural ou carvão, juntamente com um óxido metálico, o qual é reduzido para seu metal.

No outro reator, o metal é convertido de volta ao seu estado de óxido metálico.

Usando o oxigênio como veículo, o gás de combustão (ar mais combustível) é dividido em partes.

O nitrogênio é separado no início do processo de combustão, enquanto o vapor se condensa.

O gás remanescente, tido como subproduto do processo, é praticamente CO2 puro.

Os pesquisadores do instituto SINTEF calculam ser possível obter uma eficiência de 51% para uma usina de cogeração a carvão utilizando a tecnologia CLC, o que é superior à eficiência de uma planta que utilize a captura de CO2 convencional.

O projeto deverá entrar em operação em 2013.

Membrana de paládio para separação de hidrogênio

O hidrogênio, por si só uma fonte muito promissora de energia, é produzido a partir do gás natural.

A membrana de paládio promete alta eficiência, mas também será cara. [Imagem: Yvonne van Delft]

A ideia é fazer isso com maior eficiência integrando plantas capazes de separar o CO2 antes da combustão e da produção de energia.

Os hidrocarbonetos podem ser divididos em hidrogênio puro e CO2 puro.

O CO2 é então armazenado ou transportado, enquanto o hidrogênio é queimado em turbinas a gás para produzir eletricidade.

O desafio está em separar o hidrogênio de forma tão eficiente quanto possível.

Para isso, os pesquisadores do SINTEF desenvolveram uma técnica capaz de produzir grandes folhas de membranas muito finas e sem falhas, feitas de uma liga de paládio.

Com uma espessura de apenas dois a três micrômetros, a membrana deixa passar apenas os átomos de hidrogênio, viabilizando a captura do CO2.

DualCO2: Membranas de fase fundida

Projeto DualCO2. [Imagem: Jerry Lin/Arizona State University]

Desenvolvedores de sistemas de captura de CO2 sonham há muito tempo com membranas permeáveis apenas ao CO2.

Cientistas da Universidade de Oslo estão desenvolvendo uma membrana de dupla fase, com uma fase de carbonato fundido, que transporta o CO2 de um lado da membrana para o outro, e uma cerâmica sólida mas porosa que suporta a fase fundida.

Este tipo de membrana pode, em princípio, ser utilizado para capturar o CO2 dos gases tanto dos sistemas de pós-combustão, quanto dos sistemas de pré-combustão.

A equipe está agora testando as características da membrana.

Os primeiros resultados mostraram boa condutividade de íons carbonato, mas também revelaram o transporte de outros íons. O projeto está em fase inicial.

NanoCO2: Nanopartículas reforçadas com aminas

A nanotecnologia está ajudando a capturar o CO2 com mais eficiência. [Imagem: Sintef]

Um sistema de pós-combustão convencional usando as aminas deve tratar grandes volumes de produtos químicos e de água, primeiro para capturar o CO2 e, em seguida, para o liberar.

Ligar as aminas a nanopartículas acelera a captura de CO2.

Igualmente importante, o sistema gasta menos energia para liberar novamente o CO2.

Para maior eficiência na captura de CO2, os pesquisadores estão usando nanopartículas multifuncionais.

Trata-se de uma nova classe de materiais híbridos adequados para tais processos e com muitas outras aplicações em nanotecnologia.

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