Metais Líquidos como Catalisadores Verdes em Engenharia Química
Pesquisadores revelaram uma abordagem inovadora que utiliza metais líquidos para transformar e tornar “verde” o setor químico. Essa técnica inovadora poderia substituir os métodos com uso intensivo de energia, enraizados no início do século XX, oferecendo uma mudança muito necessária em relação aos catalisadores sólidos.
Redução das Emissões de Gases de Efeito Estufa
A produção química contribui para as emissões globais de gases de efeito estufa, sendo responsável por cerca de 10 a 15% do total. Além disso, mais de 10% da energia mundial é consumida pelas fábricas de produtos químicos. Os pesquisadores exploraram os metais líquidos como uma alternativa sustentável para enfrentar esse desafio ambiental.
Uma Mudança de Paradigma na Catálise
O estudo, liderado pelo professor Kourosh Kalantar-Zadeh, diretor da Escola de Engenharia Química e Biomolecular da Universidade de Sydney, e pelo Dr. Junma Tang, que trabalha em conjunto na Universidade de Sydney e na UNSW, apresenta uma nova abordagem para a catálise.
Ele desafia o uso convencional de catalisadores sólidos feitos de materiais sólidos em processos químicos para a produção de plásticos, fertilizantes, combustíveis e matéria-prima.
Metais Líquidos: Um Divisor de Águas
Os processos sólidos na produção química são notórios por sua intensidade energética, muitas vezes exigindo temperaturas que chegam a mil graus centígrados. Em contrapartida, o novo método aproveita a mobilidade exclusiva dos metais líquidos, especificamente o estanho e o níquel.
Esses metais líquidos podem migrar para a superfície de outros metais líquidos, facilitando as reações com moléculas de entrada, como o óleo de canola. Isso resulta na transformação das moléculas de óleo de canola em cadeias orgânicas menores, incluindo o propileno, um combustível de alta energia essencial para vários setores.
A Promessa de Eficiência Energética
O professor Kalantar-Zadeh destaca o potencial de economia de energia dessa abordagem, enfatizando que o setor químico poderia reduzir o consumo de energia e tornar as reações químicas mais ecológicas.
Considerando a projeção de que o setor químico pode contribuir com mais de 20% das emissões até 2050, essa inovação é um passo significativo para mitigar o impacto ambiental do setor.
Vantagem dos Metais Líquidos
Os metais líquidos oferecem vantagens distintas devido aos seus átomos dispostos de forma mais aleatória e à maior liberdade de movimento em comparação com os sólidos. Eles podem catalisar reações químicas em temperaturas significativamente mais baixas, reduzindo a energia necessária.
Em sua pesquisa, o níquel e o estanho de alto ponto de fusão foram dissolvidos em um metal líquido à base de gálio com um ponto de fusão tão baixo quanto 30° centígrados.
A Promessa dos Catalisadores de Átomo Único
Esta pesquisa fornece acesso a catalisadores de átomo único, que oferecem uma vantagem notável para o setor químico. Esses catalisadores têm a maior área de superfície acessível para catálise.
A fórmula desenvolvida neste estudo pode ser usada em várias outras reações químicas empregando processos de baixa temperatura. Essa abordagem pode revolucionar a eficiência energética e o impacto ambiental do setor, marcando uma mudança de paradigma em direção a uma fabricação de produtos químicos mais ecológicos.
Leia o Artigo Original: Nature Nanotechnology.
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