Pesquisadores criam material com liberação de CO₂ em baixa temperatura, reduzindo custos e ampliando o potencial da captura de carbono em escala industrial.
Uma nova classe de materiais à base de carbono pode tornar a captura de carbono mais eficiente e acessível, ao permitir a liberação do gás em temperaturas mais baixas. A inovação ajuda a enfrentar o alto custo energético, um dos principais entraves dessa tecnologia.
A captura de carbono é considerada uma estratégia relevante para reduzir emissões de gases de efeito estufa, ao impedir que o CO₂ de processos industriais chegue à atmosfera. No entanto, métodos tradicionais ainda são caros e pouco eficientes. Um dos mais utilizados, a lavagem com aminas líquidas, exige aquecimento acima de 100 °C para liberar o CO₂ capturado, elevando os custos operacionais e limitando a aplicação em larga escala.
Materiais sólidos de carbono surgem como alternativa promissora para a captura de carbono. Eles são mais baratos, têm alta área superficial e conseguem capturar CO₂ com eficiência. Além disso, podem liberar o gás com menor consumo de energia, especialmente quando incorporam nitrogênio em sua estrutura. O desafio, até então, era a falta de controle sobre a posição desses átomos, distribuídos de forma aleatória.
Pesquisadores da Universidade de Chiba desenvolveram um novo material que supera essa limitação. Chamados de “viciazitos”, esses compostos possuem grupos de nitrogênio organizados de forma adjacente e controlada, permitindo avaliar com mais precisão seu desempenho na captura de CO₂.
A equipe produziu três variações do material, com diferentes tipos de nitrogênio. Em uma delas, grupos amina (-NH₂) foram posicionados lado a lado por meio de um processo químico em etapas, com alta seletividade. Outras versões incluíram configurações pirrólicas e piridínicas, também com diferentes níveis de controle estrutural.
Testes mostraram diferenças claras de desempenho. Materiais com grupos amina adjacentes e nitrogênio pirrólico capturaram mais CO₂ do que fibras de carbono convencionais. Já a configuração piridínica apresentou menor eficiência.
O principal avanço, porém, está na liberação do gás. Nos materiais com grupos -NH₂ adjacentes, o CO₂ foi liberado a temperaturas inferiores a 60 °C. Isso abre caminho para o uso de calor residual industrial, reduzindo significativamente o consumo energético e os custos do processo. Já os materiais com nitrogênio pirrólico exigem temperaturas mais altas, mas podem ser mais estáveis ao longo do tempo.
Segundo os pesquisadores, o controle preciso da estrutura química permite projetar materiais mais eficientes e direcionados, acelerando o desenvolvimento de tecnologias de captura de carbono mais acessíveis.
Além disso, os viciazitos podem ter aplicações em outras áreas, como remoção de metais e uso como catalisadores, devido à flexibilidade de suas propriedades superficiais.
O estudo aponta um caminho promissor para tornar a captura de carbono mais viável economicamente, um passo importante para ampliar o uso dessa tecnologia no enfrentamento das mudanças climáticas.
