MIT cria elétrodo inédito que converte CO2 em combustíveis e plásticos utilizáveis #ÚltimasNotícias #tecnologia

Investigadores do MIT criaram um novo elétrodo que melhora os sistemas eletroquímicos de conversão de CO2 em materiais essenciais. Esta inovação, descrita na Comunicações da Natureza pelo estudante de doutoramento do MIT Simon Rufer, pelo Professor Kripa Varanasi e colaboradores, tem como objetivo tornar estes sistemas mais práticos para aplicações industriais.

Transformar CO2 em etileno e mais
O trabalho da equipa do MIT centra-se na conversão de CO2 em etileno, um produto químico versátil normalmente utilizado para produzir plásticos e combustíveis. Este processo tem potencial para gerar outros produtos químicos de elevado valor, incluindo metano, metanol e monóxido de carbono. Só o etileno é avaliado em cerca de 1000 dólares por tonelada, o que torna a sua produção economicamente atrativa.
O método da equipe envolve um processo eletroquímico à base de água usando um catalisador em um eletrodo de difusão de gás. Esses eletrodos devem encontrar um equilíbrio entre duas propriedades: condutividade e hidrofobicidade (resistência à água).


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Enquanto a condutividade melhora o fluxo de elétrons, o aumento da hidrofobicidade reduz a interferência da solução à base de água. No entanto, equilibrar essas propriedades é um desafio - o aumento de uma compromete frequentemente a outra.

Projeto inovador usando PTFE com infusão de cobre
A solução do MIT incorpora politetrafluoroetileno (PTFE), também conhecido como Teflon, por suas excelentes qualidades hidrofóbicas. Como o PTFE não tem condutividade, a equipe incorporou fios de cobre em uma fina camada de PTFE para criar "rodovias" para o movimento dos elétrons. Esta adição permite uma condutividade efetiva através do material sem sacrificar sua natureza hidrofóbica, permitindo um processo de conversão mais eficiente.
Para provar a escalabilidade, a equipa criou uma folha dez vezes maior do que as amostras tradicionais de laboratório, realizando testes exaustivos para avaliar o desempenho e os requisitos energéticos. Os resultados demonstraram que a condutividade diminuía com o aumento do tamanho do elétrodo, sublinhando a necessidade de materiais condutores incorporados para aplicações à escala industrial.


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Os investigadores também desenvolveram um modelo que prevê como a tensão e a distribuição do produto variam dentro de elétrodos maiores, permitindo-lhes determinar a colocação ideal de fios de cobre para reduzir a perda de condutividade. Ao incorporar o cobre no PTFE, dividiram o elétrodo em secções condutoras mais pequenas, o que mantém a eficiência mesmo em escalas maiores.
Para demonstrar a durabilidade, a equipe do MIT usou um eletrodo de teste por 75 horas, observando uma degradação mínima de desempenho. Este design tem potencial para tornar os sistemas de conversão de CO2 viáveis para uso industrial.


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