Pesquisadores da C2CNT LLC, Carbon Corp e George Washington University desenvolveram um novo método para separar o eletrólito fundido de materiais de nanocarbono de grafeno enquanto capturam dióxido de carbono. Este desenvolvimento representa um avanço significativo na captura e utilização de carbono (CCU), proporcionando uma forma sustentável de reduzir os níveis de dióxido de carbono na atmosfera e, ao mesmo tempo, produzir produtos valiosos.
A pesquisa, liderada pelo professor Stuart Licht, tem como objetivo melhorar a forma como os nanotubos de carbono (CNTs) são separados do material “carbonagel” formado durante a eletrólise do dióxido de carbono em carbonatos fundidos. Carbonogel é uma mistura de nanocarbonos de grafeno e eletrólito fundido. Para extrair CNTs puros e reutilizar o eletrólito, os dois devem ser separados de forma eficiente.
O processo começa com a quebra do dióxido de carbono, onde o grafeno é convertido em diversas formas de nanocarbono, incluindo CNTs, no cátodo de carbono (parte do sistema eletrolítico). O desafio é separar o eletrólito fundido fortemente misturado com os nanocarbonos. Os pesquisadores alcançaram alta eficiência na separação do eletrólito usando um método de filtração em alta temperatura e alta pressão. Eles aperfeiçoaram o processo ajustando fatores-chave como o tempo em que o material é prensado, a pressão aplicada e o tipo de filtro usado.
O professor Licht explicou: “O dióxido de carbono é separado em carbono e oxigênio com uma matriz de eletrólito de nanocarbono de grafeno cultivada no cátodo eletrolítico. Esta mistura de eletrólito de nanocarbono / carbonato é chamada de carbonogel e é purificada pela separação de eletrólitos.” Ele enfatizou ainda a importância deste processo de separação, dizendo: “A eficiência de extração de eletrólitos neste estudo está quase completa, permitindo uma recuperação significativa do eletrólito da preparação de nanocarbono de grafeno.”
Por exemplo, aumentar o tempo de prensagem e aplicar pressão mais elevada melhorou significativamente a eficiência de separação do eletrólito. O uso de um tipo específico de filtro, conhecido como tela holandesa, melhora ainda mais a separação, garante perda mínima de eletrólito e maximiza a pureza dos CNTs.
O impacto deste estudo é significativo. Ao separar eficazmente o eletrólito, o processo torna-se mais sustentável e económico, uma vez que o eletrólito reutilizado reduz os custos de material. Além disso, a capacidade de produzir CNTs de alta qualidade diretamente a partir do dióxido de carbono torna esta tecnologia uma solução promissora para reduzir as emissões de carbono e criar produtos valiosos.
O estudo mostra também que o processo pode ser ampliado, ou seja, pode ser aplicado a grandes quantidades de carbongel com equipamentos capazes de manusear quantidades significativas. Esta escala é importante para aplicações industriais, onde grandes quantidades de dióxido de carbono devem ser capturadas e transformadas para ter um impacto significativo nas alterações climáticas.
O Professor Licht destacou o potencial para melhorias adicionais, observando que “é possível alcançar eficiências de extração ainda maiores com refinamentos adicionais, como o uso de vácuo em combinação com a pressão aplicada”. À medida que os pesquisadores continuam a melhorar esta tecnologia, espera-se que estudos futuros explorem novas melhorias, como o uso de filtração a vácuo para aumentar ainda mais a eficiência da separação de eletrólitos. Este progresso levará à adopção generalizada da electrólise do dióxido de carbono como um método prático para combater as alterações climáticas e produzir materiais avançados.
Nota de diário
Deus Licht, Kyle Hofstetter, Stuart Licht. “Separação de eletrólito fundido da preparação de nanocarbono de grafeno após captura eletrolítica de dióxido de carbono.” Dicarbono, 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.decarb.2024.100044
