Oxigénio para Marte
Cisão direta: processo eletroquímico que utiliza dióxido de carbono para gerar oxigénio
Para atenuar as alterações climáticas globais, as emissões de dióxido de carbono, a principal causa das alterações climáticas, têm de ser drasticamente reduzidas. Uma nova abordagem mata dois coelhos de uma cajadada só:o CO2 é decomposto electroquimicamente em carbono e oxigénio. Segundo uma equipa de investigadores chineses na revista Angewandte Chemie, o oxigénio também pode ser produzido desta forma, por exemplo debaixo de água ou em viagens espaciais - sem ter de cumprir requisitos rigorosos em termos de pressão e temperatura, por exemplo.
As plantas verdes dominam a arte da neutralidade do carbono: durante a fotossíntese, convertemCO2 em oxigénio e glucose. Os átomos de hidrogénio desempenham um papel importante como "mediadores" neste processo. No entanto, todo este processo não é particularmente eficaz. Além disso, o oxigénio produzido não provém doCO2, mas da água absorvida. A verdadeira divisão doCO2 não ocorre e ainda não foi tecnicamente conseguida a temperaturas moderadas.
Ping He, Haoshen Zhou e a sua equipa da Universidade de Nanjing, em colaboração com investigadores da Universidade de Fudan (Xangai), atingiram agora o objetivo de dividiro CO2 diretamente em carbono e oxigénio elementares. Em vez do hidrogénio, como nas plantas, o lítio assume o "papel de mediador". A equipa desenvolveu um dispositivo eletroquímico para este fim. É constituído por um cátodo de gás com um co-catalisador à escala nanométrica feito de ruténio e cobalto (RuCo) e um ânodo de lítio metálico.O CO2 introduzido no cátodo é submetido a uma redução eletroquímica em duas fases com lítio. Em primeiro lugar, forma-se carbonato de lítio Li2CO3, que reage posteriormente para formar óxido de lítio Li2Oe carbono elementar. O Li2Oé então convertido em iões de lítio e gás oxigénio O2 num processo de oxidação electrocatalítica. Utilizando um catalisador RuCo optimizado, foi obtido um rendimento muito elevado de O2 superior a 98,6%, o que excede significativamente a eficiência da fotossíntese natural. Os testes foram bem sucedidos não só comCO2 puro, mas também com gases mistos com diferentesteores de CO2, incluindo um gás de combustão simulado, uma misturaCO2/O2 e um gás marciano simulado. A atmosfera marciana é constituída principalmente porCO2, mas a pressão é inferior a 1% em comparação com a atmosfera da Terra. Por conseguinte, foi utilizada uma mistura de árgon e 1%de CO2 para a atmosfera marciana simulada.
Se a eletricidade necessária for proveniente de energias renováveis, abrem-se novos caminhos para a neutralidade de carbono. Ao mesmo tempo, trata-se de uma abordagem prática e controlável para gerar O2 a partir deCO2, com uma vasta gama de aplicações potenciais - desde a exploração de Marte e o fornecimento de oxigénio aos fatos espaciais até ao suporte de vida debaixo de água e às máscaras respiratórias, passando pela purificação do ar interior e pelo tratamento de resíduos industriais.
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