Tecnologia de hidrogenação do CO₂ ganha força como alternativa para combustíveis renováveis e pode revolucionar setores como aviação e transporte marítimo
Reduzir as emissões de dióxido de carbono (CO₂) e, ao mesmo tempo, transformá-lo em combustível sustentável pode parecer um conceito futurista, mas essa inovação está cada vez mais próxima da realidade. Um consórcio internacional de cientistas publicou um estudo na revista Science detalhando avanços na hidrogenação do CO₂, processo que converte o gás de efeito estufa em produtos químicos e combustíveis renováveis. Essa tecnologia promete abastecer setores de difícil eletrificação, como aviação e transporte marítimo, além de contribuir significativamente para a transição energética global.
O estudo contou com a participação da professora Liane Rossi, diretora do Programa CCU do Centro de Pesquisa e Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI) da Universidade de São Paulo (USP), além de pesquisadores de instituições renomadas como a Universidade de Leiden (Holanda), o University College London (Reino Unido), a Université de Lorraine (França), a Duquesne University (EUA) e a Università di Bologna (Itália).
De vilão a matéria-prima valiosa
O dióxido de carbono é frequentemente associado ao agravamento do efeito estufa e das mudanças climáticas, mas pode ser reaproveitado como insumo para a produção de combustíveis sintéticos, como o metanol. “Precisamos repensar nossa relação com o CO₂. Em vez de vê-lo apenas como resíduo, podemos capturá-lo de fontes industriais ou até mesmo diretamente do ar e utilizá-lo como um valioso bloco de construção de carbono”, explica Robert Wojcieszak, pesquisador do Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), na França.
A conversão do CO₂ em metanol é um dos processos mais promissores da hidrogenação. O metanol é amplamente utilizado na indústria química e pode ser empregado como combustível para navios e aviões, reduzindo drasticamente a dependência do petróleo. Além disso, ele pode ser transformado em outros compostos, como metano e hidrocarbonetos de cadeia longa, que podem substituir a gasolina e o querosene de aviação.
O papel dos catalisadores na conversão do CO₂
A “mágica” da hidrogenação acontece graças aos catalisadores, substâncias que facilitam e aceleram reações químicas. No caso da conversão do CO₂ em metanol, o catalisador padrão da indústria é o CuZnAl (CZA), desenvolvido nos anos 1940. Apesar de eficiente, ele apresenta limitações: a reação concorrente da Reação Reversa de Deslocamento Gás-Água (RWGS) reduz sua capacidade de converter CO₂ diretamente em metanol, além de sofrer degradação com o tempo.
Pesquisadores estão, portanto, buscando novos materiais mais eficientes e duráveis. “Os catalisadores à base de óxido de índio estão mostrando grande potencial, com taxas de conversão superiores a 85% e eficiência acima de 50%”, afirma Jingyun Je, professor da Duquesne University. Outro candidato promissor é um catalisador composto por cobre, óxido de zinco, óxido de manganês e um suporte poroso chamado KIT-6. Essa combinação permite operar a temperaturas mais baixas (cerca de 180°C), aumentando a eficiência da reação.
Metanol verde: solução para aviação e transporte marítimo
A transição energética para um futuro sustentável exige soluções para setores que não podem ser eletrificados com facilidade, como aviação e transporte marítimo. Os chamados e-combustíveis, produzidos a partir da captura e hidrogenação do CO₂, podem substituir os combustíveis fósseis nesses segmentos sem necessidade de mudanças drásticas na infraestrutura.
“Além de reduzir a pegada de carbono, essa tecnologia pode nos libertar da dependência do petróleo como fonte de carbono”, afirma Nikolaos Dimitratos, professor da Università di Bologna. No entanto, ele ressalta que há desafios: “Os catalisadores mais ativos tendem a se degradar rapidamente, reduzindo sua eficiência ao longo do tempo. Nosso objetivo é encontrar um equilíbrio entre alta performance inicial e estabilidade a longo prazo”.
Desafios e perspectivas para o futuro
Embora a hidrogenação do CO₂ seja uma tecnologia promissora, ainda há obstáculos a serem superados. O custo da captura de carbono e da produção de hidrogênio verde – fundamental para o processo – precisa cair para que a tecnologia se torne economicamente viável em larga escala. Além disso, a escolha da fonte de CO₂ é essencial para garantir benefícios ambientais reais.
“A origem do CO₂, a tecnologia utilizada para convertê-lo e a aplicação final do produto impactam a pegada ambiental geral. Precisamos garantir que toda a cadeia produtiva seja sustentável”, explica Liane Rossi, da USP.
Avanços recentes na inteligência artificial e na computação quântica podem acelerar a descoberta de novos catalisadores e otimizar os processos químicos envolvidos na hidrogenação do CO₂. O uso de técnicas avançadas de caracterização em tempo real também permitirá um melhor entendimento dos mecanismos de reação e das interações moleculares nos catalisadores.
“Estamos diante de uma revolução na química dos combustíveis. Se conseguirmos otimizar essa tecnologia, podemos transformar a forma como produzimos e utilizamos energia, criando um ciclo sustentável para o carbono”, conclui Robert Wojcieszak.
O estudo publicado na Science reúne os principais avanços da última década e aponta caminhos para tornar a hidrogenação do CO₂ uma solução viável para a transição energética global. Com investimentos contínuos em pesquisa e inovação, essa tecnologia pode se tornar um pilar fundamental na redução das emissões de gases de efeito estufa e na construção de um futuro mais sustentável.
