Cientistas transformam resíduos plásticos em materiais eficientes para captura de CO2 De resíduos a recurso valioso: Químicos da Universidade de Copenhague desenvolveram um método para converter resíduos plásticos em uma solução climática para captura eficiente e sustentável de CO2. Isso é uma solução dupla, pois enfrentam dois dos maiores desafios do mundo: a poluição plástica e a crise climática.
À medida que as concentrações de CO2 na atmosfera continuam a subir, independentemente dos anos de intenções políticas para limitar as emissões, os oceanos do mundo estão afundando em plásticos, o que ameaça ambientes e ecossistemas marinhos.
Os principais problemas globais estão frequentemente interconectados e, geralmente, a solução para um problema cria outro, enquanto o tempo avança. Mas e se pudéssemos resolver vários problemas ao mesmo tempo?
É quase bom demais para ser verdade, mas uma nova invenção revolucionária promete fazer exatamente isso. Pesquisadores da Universidade de Copenhague desenvolveram um método onde o lixo de uma pessoa realmente se torna o “tesouro” de outra, quando o plástico PET decomposto se torna o principal ingrediente na captura eficiente e sustentável de CO2.
Conhecemos o material de garrafas plásticas, têxteis e muitas outras utilizações: o plástico PET é um dos tipos mais amplamente usados no mundo, mas, quando cumpriu seu propósito, torna-se um premente problema ambiental global. Isso porque acaba em aterros em muitas partes do mundo, onde se decompõe em microplásticos poluentes que se espalham pelo ar, solo e groundwater. Uma grande parte também acaba nos oceanos.
“A beleza deste método é que resolvemos um problema sem criar um novo. Ao transformar resíduos em uma matéria-prima que pode reduzir ativamente os gases de efeito estufa, tornamos um problema ambiental parte da solução para a crise climática,” diz Margarita Poderyte, do Departamento de Química da Universidade de Copenhague, autora principal do artigo de pesquisa que divulga a invenção.
A solução é um potencial ganho-duplo em escala global, onde o resíduo plástico não apenas não termina na natureza, mas também se torna um participante ativo na mitigação do clima.
Com a nova tecnologia química, os pesquisadores podem transformar os resíduos plásticos PET, que são negligenciados por recicladores, em um recurso primário em uma nova forma de sorvente de CO2 que desenvolveram. O processo ‘upcycle’ transforma-o em um novo material que os pesquisadores nomearam BAETA, que pode absorver CO2 da atmosfera de maneira tão eficiente que se compara facilmente às tecnologias de captura de carbono existentes.
Sustentável, flexível e escalável
O material BAETA possui uma estrutura em pó que pode ser pelletizada, e uma superfície ‘quimicamente aprimorada’, que permite que se ligue e capture CO2 de forma muito eficaz. Uma vez saturado, o CO2 pode ser liberado por meio de um processo de aquecimento, permitindo que o CO2 seja concentrado, coletado e armazenado ou convertido em um recurso sustentável. Na prática, os pesquisadores esperam que a tecnologia seja inicialmente instalada em plantas industriais, onde os efluentes de chaminés passem por unidades BAETA para purificá-los de CO2.
O artigo de pesquisa agora foi publicado na Sciences Advances e descreve o processo químico por trás da invenção. O processo é mais gentil em comparação com tecnologias existentes e, ao mesmo tempo, é bem adequado para escalonamento industrial.
“O ingrediente principal é o resíduo plástico que, de outra forma, teria uma vida após a utilização insustentável, e a síntese que utilizamos, onde ocorre a transformação química, é mais suave do que outros materiais para captura de CO2 porque conseguimos fazer a síntese em temperaturas ambiente. Isso também tem a vantagem de que a tecnologia pode ser escalada de forma mais fácil,” diz Margarita Poderyte.
Ela é apoiada pelo co-autor e Professor Associado do Departamento de Química, Jiwoong Lee, que também ressalta a flexibilidade do material.
“Uma das coisas impressionantes sobre este material é que ele mantém a eficácia por muito tempo. E é flexível. Funciona de maneira eficiente desde a temperatura ambiente normal até cerca de 150 graus Celsius, tornando-o muito útil. Com esse tipo de tolerância a altas temperaturas, o material pode ser usado no final de plantas industriais, onde os efluentes são tipicamente quentes,” diz Jiwoong Lee.
Do laboratório à inovação no final da chaminé
Com uma ideia potencialmente revolucionária, um método comprovado e um produto final eficaz, os pesquisadores estão prontos para o próximo passo.
“Vemos um grande potencial para este material, não apenas no laboratório, mas em reais plantas industriais de captura de carbono. O próximo grande passo é escalar a produção do material em toneladas, e já estamos trabalhando para atrair investimentos e tornar nossa invenção um empreendimento comercial financeiramente sustentável,” diz Margarita Poderyte.
Os desafios técnicos não preocupam os pesquisadores. Em vez disso, eles afirmam que o desafio decisivo é convencer os tomadores de decisão a fazer os investimentos necessários. Se eles tiverem sucesso, a invenção poderia, em última análise, levar a mudanças significativas.
Um mar de plástico barato
Grandes quantidades de plástico PET se acumulam em nossos oceanos, danificando ecossistemas e se decompondo em microplásticos, cujas consequências ainda são desconhecidas. Esse tipo de plástico é muito adequado para a tecnologia.
“Se conseguirmos obter o PET plástico altamente decomposto flutuando nos oceanos do mundo, será um recurso valioso para nós, pois é muito adequado para ‘upcycling’ com nosso método,” diz Margarita Poderyte.
Os pesquisadores esperam que sua invenção possa ajudar a mudar fundamentalmente a maneira como vemos as questões climáticas e ambientais como problemas separados.
“Não estamos falando de questões isoladas, nem as soluções o serão. Nosso material pode criar um incentivo econômico muito concreto para limpar os oceanos de plástico,” diz Jiwoong Lee.
* Fatos: Como funciona a captura de CO2
Medido em peso, o plástico PET constitui mais de 60% de carbono, e o material possui uma capacidade química e física inerente de manter a estrutura.
Essa habilidade é aprimorada pela transformação do plástico com a adição de uma quantidade de etilenodiamina, um composto conhecido por sua capacidade de ligar CO2.
O processo decompõe o plástico de polímero a monômero, dando ao material uma composição química que é muito eficaz em puxar CO2 do ar e ligá-lo.
O material é chamado BAETA.
Nas plantas industriais, a ideia é transmitir os efluentes através de unidades BAETA, que os purificarão de CO2. Quando o material BAETA estiver saturado, sua eficiência diminui; no entanto, o CO2 pode ser liberado do plástico por meio de um processo de aquecimento, restaurando sua eficiência.
O carbono liberado pode então ser armazenado no subsolo ou utilizado em plantas Power2X por meio da utilização de CO2.
Mais informações: Sem conflito com a reciclagem
Durante o processo de desenvolvimento, os pesquisadores encontraram preocupações de que sua tecnologia pudesse prejudicar os esforços para reciclar plásticos, nos quais foi investido pesadamente. Felizmente, esse não é o caso, dizem eles.
“Em princípio, poderíamos usar plástico novo para nosso método, mas nosso alvo é o plástico PET que é difícil de reciclar devido à baixa qualidade, coloração ou fontes misturadas – ou que se decomposiu a tal ponto que já não é mais adequado para reciclagem. Portanto, esta será uma colaboração em vez de concorrência com os esforços para reciclar plástico,” diz Margarita Poderyte.
Sobre o estudo:
Este projeto é apoiado pelo Centro de Pesquisa de CO2 da Fundação Novo Nordisk em colaboração com o grupo de Niels Christian Nielsen, da Universidade de Aarhus.
Os seguintes pesquisadores contribuíram para o artigo de pesquisa:
