Pó Milagroso Remove CO₂ do Ar Mais Eficazmente que Qualquer Outra Solução

COF-999, mostrado aqui em forma de pó amarelo, adsorve uma grande quantidade de CO₂ à temperatura ambiente e pode ser reutilizado pelo menos 100 vezes. Zihui Zhou / UC Berkeley

Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, desenvolveram um material em pó que adsorve dióxido de carbono com eficiência notável. Apenas 200 gramas (cerca de 0,5 libras) podem capturar 20 quilos de CO₂, equivalente ao que uma árvore absorve em um ano.

Esse material é conhecido como COF-999, abreviação de Covalent Organic Frameworks (Estruturas Orgânicas Covalentes). Esse termo descreve uma categoria de materiais cristalinos porosos caracterizados por poros grandes, alta área de superfície e baixa densidade, o que os torna ideais para a captura direta de ar (DAC), uma técnica para remover CO₂ já existente na atmosfera. Dado o nível preocupante de CO₂ no ar atualmente, inovações como essa são essenciais para enfrentar o problema.

Desenvolvido pelo Pioneiro Químico Omar Yaghi e Sua Equipe da UC Berkeley

O material foi criado por uma equipe liderada por Omar Yaghi, professor de química na UC Berkeley e pioneiro dos COFs. Yaghi vem trabalhando em materiais semelhantes desde a década de 1990.

O COF-999 possui poros adornados com compostos de amina, que capturam efetivamente moléculas de CO₂. Seu design poroso oferece uma grande área de superfície para captura de carbono, e suas ligações covalentes são excepcionalmente fortes. À medida que o ar passa pelo pó, os polímeros de amina básicos no COF-999 se ligam ao CO₂ ácido, efetivamente retendo-o.

Visualização do COF-999, com canais hexagonais decorados com poliaminas que se ligam a moléculas de CO₂ (esferas azuis e laranjas). Chaoyang Zhao

Uma Alternativa Durável e de Temperatura Ambiente aos Métodos Tradicionais de DAC

Embora métodos anteriores de DAC dependessem de soluções de amina em água, o COF-999 oferece várias vantagens para essa finalidade. Em primeiro lugar, ele funciona efetivamente à temperatura ambiente, eliminando a necessidade de aquecimento. Além disso, pode ser reutilizado mais de 100 vezes sem degradar ou perder eficiência, e é capaz de adsorver seletivamente uma quantidade significativa de CO₂. O líder do estudo, Zihui Zhou, informou ao LA Times que o COF-999 captura dióxido de carbono “pelo menos 10 vezes mais rápido” do que outros materiais de captura direta de ar.

O autor do estudo, Zihui Zhou, com uma amostra de teste do COF-999, em frente a um analisador que mede a adsorção de CO₂. Robert Sanders / UC Berkeley

Após a captura do CO₂ pelo pó, ele pode ser aquecido a 60 ºC para liberá-lo. O CO₂ liberado pode então ser armazenado permanentemente em formações geológicas subterrâneas para evitar a poluição atmosférica ou ser utilizado na fabricação de materiais como concreto e plástico.

Altos Custos e Demandas Energéticas Desafiam a Expansão da Captura Direta de Ar (DAC)

Plantas de captura direta de ar (DAC) já estão operando ou em desenvolvimento ao redor do mundo, mas apresentam altos custos e exigem muita energia. Segundo o Fórum Econômico Mundial, os custos atuais variam entre 600 e 1.000 dólares para remover uma tonelada de CO₂ do ar; esse preço precisa cair abaixo de 200 dólares para uma adoção em larga escala.

O líder do estudo, Omar Yaghi, com modelos moleculares de estruturas metal-orgânicas, que antecedem seus COFs. Brittany Hosea-Small para UC Berkeley

No entanto, o COF-999 ainda exige mais testes e aprimoramento antes do uso em larga escala. Segundo Yaghi, esse processo pode levar cerca de dois anos, período em que o material poderá ser otimizado para capturar mais CO₂ e suportar mais ciclos de captura antes de se degradar. Yaghi ainda não tem certeza sobre os custos de produção do COF-999, então seu impacto na redução dos custos de DAC ainda é incerto. No entanto, ele mencionou que o material não depende de componentes caros, o que é um fator promissor.

Atualmente, a Agência Internacional de Energia relata que as taxas globais de captura de CO₂ estão em apenas 0,01 megatoneladas por ano — uma pequena fração das 85 megatoneladas necessárias anualmente até 2030. Olhando mais adiante, o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas projeta que até 10 bilhões de toneladas de CO₂ precisarão ser removidas a cada ano até 2050 para atingir emissões líquidas zero.

Ainda há um longo caminho a percorrer, mas avanços promissores como o pó inovador de Yaghi trazem esperança. Um artigo detalhando este estudo foi publicado recentemente na revista Nature.

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