{"id":6509,"date":"2022-03-17T08:53:59","date_gmt":"2022-03-17T11:53:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.cine.org.br\/?p=6509"},"modified":"2022-03-18T16:27:51","modified_gmt":"2022-03-18T19:27:51","slug":"reatores-eletroquimicos-de-estado-solido-para-a-producao-sustentavel-de-hidrocarbonetos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/reatores-eletroquimicos-de-estado-solido-para-a-producao-sustentavel-de-hidrocarbonetos\/","title":{"rendered":"Reatores eletroqu\u00edmicos de estado s\u00f3lido para a produ\u00e7\u00e3o sustent\u00e1vel de hidrocarbonetos"},"content":{"rendered":"

Um estudo realizado dentro do programa Metano a Produtos<\/a> (M2P) do CINE aborda os avan\u00e7os no desenvolvimento de uma tecnologia que permite produzir hidrocarbonetos de uma forma mais limpa e sustent\u00e1vel do que a convencional: a dos reatores de estado s\u00f3lido. Nesses equipamentos, o metano (g\u00e1s do efeito estufa) pode ser convertido em compostos mais \u00fateis ou de maior valor agregado por meio de rea\u00e7\u00f5es eletroqu\u00edmicas impulsionadas por energias renov\u00e1veis.<\/p>\n

Os reatores de estado s\u00f3lido (assim chamados porque usam eletr\u00f3litos s\u00f3lidos) mostram-se especialmente promissores frente a um panorama de disponibilidade crescente de energia solar e e\u00f3lica, grandes reservas de g\u00e1s metano e aumento da demanda por hidrocarbonetos. Formados apenas por \u00e1tomos de carbono e hidrog\u00eanio, os hidrocarbonetos s\u00e3o mat\u00e9ria-prima de pl\u00e1sticos e de outros materiais amplamente usados no nosso cotidiano. Na atualidade, esses compostos s\u00e3o produzidos pela ind\u00fastria petroqu\u00edmica em processos de m\u00faltiplas etapas que geram emiss\u00f5es de carbono e outros poluentes e que geralmente dependem do petr\u00f3leo. Entretanto, hidrocarbonetos tamb\u00e9m podem ser obtidos a partir da convers\u00e3o do metano.<\/p>\n

Entre as tecnologias de convers\u00e3o de metano, os reatores de estado s\u00f3lido se destacam por realizar as duas etapas principais do processo em um \u00fanico equipamento. \u201cO uso desses reatores de estado s\u00f3lido para controlar as esp\u00e9cies reagentes e separar os produtos em uma \u00fanica etapa traz uma vantagem crucial para viabilizar esses processos na escala industrial\u201d, diz Fabio Fonseca, pesquisador do IPEN e coordenador do programa M2P do CINE. Contudo, para poder ser usada fora dos laborat\u00f3rios, essa tecnologia necessita se desenvolver mais.<\/p>\n

No contexto do CINE, o desenvolvimento de tecnologias e processos para converter metano em produtos \u00e9 o grande desafio do programa M2P, que re\u00fane cerca de 60 pesquisadores do IPEN \u00a0e da UFABC. \u201cOs projetos liderados pelo IPEN e UFABC trouxeram ao CINE a compet\u00eancia para se usar nessas rea\u00e7\u00f5es as tecnologias de c\u00e9lulas a combust\u00edvel de \u00f3xidos s\u00f3lidos”, diz Fonseca, que pesquisa esses dispositivos no IPEN h\u00e1 cerca de 20 anos. Atualmente, o time do M2P do CINE est\u00e1 aproveitando o seu conhecimento das c\u00e9lulas a combust\u00edvel, geralmente usadas na gera\u00e7\u00e3o de eletricidade a partir de hidrog\u00eanio ou etanol, para desenvolver tecnologias de convers\u00e3o de metano em reatores de estado s\u00f3lido. Principalmente, a equipe est\u00e1 trabalhando em catalisadores que possam ser acoplados \u00e0s c\u00e9lulas a combust\u00edvel para converter diretamente metano em hidrocarbonetos. \u201cEsses materiais est\u00e3o sendo otimizados com tecnologias avan\u00e7adas, como a s\u00edntese de nanopart\u00edculas com forma controlada, e testados em condi\u00e7\u00f5es de rea\u00e7\u00e3o em c\u00e9lulas a combust\u00edvel de \u00f3xido s\u00f3lido visando obter maiores taxas de convers\u00e3o e estabilidade\u201d, conta Fonseca. Catalisadores, de fato, s\u00e3o elementos muito importantes na convers\u00e3o do metano, o qual, por se tratar de uma mol\u00e9cula muito est\u00e1vel, \u00e9 dif\u00edcil de se quebrar para formar novos compostos.<\/p>\n

No artigo mais recente do grupo, que foi publicado na revista de alt\u00edssimo fator de impacto Chemical Reviews, membros do M2P do CINE revisaram a literatura cient\u00edfica e conclu\u00edram que os reatores de estado s\u00f3lido podem cumprir um importante papel na diminui\u00e7\u00e3o de emiss\u00f5es de carbono e mitiga\u00e7\u00e3o das mudan\u00e7as clim\u00e1ticas ao impactar a ind\u00fastria qu\u00edmica. Al\u00e9m disso, eles apontaram quais s\u00e3o seriam os desenvolvimentos mais promissores para alcan\u00e7ar esse objetivo:\u00a0usar\u00a0m\u00e9todos avan\u00e7ados de fabrica\u00e7\u00e3o que foram escalados na ind\u00fastria das c\u00e9lulas a combust\u00edvel para projetar designs otimizados e utilizar materiais avan\u00e7ados para os eletr\u00f3litos s\u00f3lidos, combinando-os com catalisadores de \u00faltima gera\u00e7\u00e3o.\u00a0\u201cTais desenvolvimentos necessitam de investimento continuado e de longo prazo, e podem ser um ponto chave na futura descarboniza\u00e7\u00e3o de processos industriais petroqu\u00edmicos que, muitas vezes, s\u00e3o negligenciados no contexto de energias mais sustent\u00e1veis\u201d, conclui o pesquisador do CINE.<\/p>\n

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Refer\u00eancia do artigo cient\u00edfico: <\/b>Direct Conversion of Methane to C2 Hydrocarbons in Solid-State Membrane Reactors at High Temperatures<\/em>.<\/b>\u00a0Vivian Vazquez Thyssen, Vanessa Bezerra Vilela, Daniel Zanetti de Florio, Andre Santarosa Ferlauto, Fabio Coral Fonseca. Chem. Rev. 2022, 122, 3, 3966\u20133995.\u00a0https:\/\/doi.org\/10.1021\/acs.chemrev.1c00447<\/a><\/p>\n

Autores dos artigos que s\u00e3o membros do CINE: <\/b>Vivian Vazquez Thyssen (p\u00f3s-doutoranda no IPEN), Vanessa Bezerra Vilela (p\u00f3s-doutoranda no IPEN), Daniel Zanetti de Florio (professor da UFABC), Andre Santarosa Ferlauto (professor na UFABC), Fabio Coral Fonseca (pesquisador do IPEN).<\/p>\n<\/div>\n

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