Produzir produtos químicos essenciais de forma neutra em termos climáticos
Projeto da UE visa a conversão eletroquímica de CO₂ a partir de resíduos industriais
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Os produtos químicos de base, como o etileno, são na maioria das vezes produzidos a partir de matérias-primas fósseis e geram emissões consideráveis de CO₂. O projeto REACT, financiado pela UE, no qual a Empa é um dos parceiros, tem como objetivo produzir etileno a partir de resíduos industriais de CO₂, fechando assim o ciclo do carbono. O consórcio está a desenvolver um sistema de eletrólise funcional para a conversão de CO₂ em etileno.
Muitas pessoas conhecem o etileno da sua cozinha. Este gás incolor e de cheiro adocicado é uma hormona vegetal natural, responsável pelo amadurecimento de maçãs, tomates e bananas. Mas o etileno é também um importante produto químico industrial, com uma produção global que ultrapassa os 317 milhões de toneladas por ano. É utilizado principalmente como produto químico de plataforma: um precursor ou reagente para criar uma grande variedade de produtos químicos, desde plásticos a produtos farmacêuticos.
Atualmente, mais de 95 % do etileno é produzido através de processos de craqueamento a vapor baseados em combustíveis fósseis, que geram aproximadamente 260 milhões de toneladas de emissões de CO₂ por ano. Um projeto da UE, com a participação da Empa, visa transformar este setor de elevada intensidade de carbono. O projeto, denominado REACT (abreviatura de «Renewable Electrochemical Advanced Conversion of CO₂ to Target products»), tem como objetivo proporcionar uma alternativa renovável que converta as emissões industriais em recursos valiosos.
O projeto centra-se na reciclagem de CO₂ proveniente de indústrias em que é difícil reduzir as emissões, tais como a siderurgia, a cimentação e a indústria química. Através de um novo processo eletroquímico em tandem tolerante a impurezas, o REACT consegue converter diretamente fluxos de CO₂ industrial de baixa pureza em produtos químicos valiosos, reduzindo simultaneamente de forma significativa a necessidade de um pré-tratamento dispendioso. Alimentado por energia renovável, o projeto transforma emissões de CO₂ anteriormente inevitáveis numa matéria-prima valiosa para produtos químicos e materiais de próxima geração.
Mais perto da implementação
«Há muitos anos que trabalhamos na conversão de CO₂ através de eletrólise à escala laboratorial», afirma Corsin Battaglia, diretor do laboratório de Materiais para Conversão de Energia da Empa. «O objetivo do projeto REACT é criar um protótipo funcional de eletrolisador para a conversão de CO₂ em etileno, elevando-o a um nível de maturidade tecnológica muito mais elevado», explica o investigador. A equipa de Battaglia irá estudar como as impurezas presentes no CO₂ residual industrial influenciam a atividade e a longevidade do catalisador utilizado no eletrolisador. A equipa da Empa pode contar com o reator paralelo de eletrólise de CO₂, que já tinha desenvolvido anteriormente. O sistema automatizado no seu laboratório permite realizar até dez experiências simultâneas.
O REACT promove cadeias de valor circulares do carbono, reforça a autonomia industrial europeia e contribui para a transição para uma produção química neutra em termos climáticos. O projeto integra também materiais inovadores, sistemas de monitorização avançados e tecnologias de gémeos digitais para melhorar a eficiência, a durabilidade, a escalabilidade e a viabilidade económica. «O que aprendermos e desenvolvermos durante o REACT também ajudará a fazer avançar outras tecnologias de conversão de CO₂, por exemplo, em combustíveis sintéticos», resume Battaglia. A valorização do CO₂ é um conceito central na iniciativa de investigação da Empa, «Mining the Atmosphere», que procura formas de remover o gás com efeito de estufa da atmosfera e armazená-lo a longo prazo ou convertê-lo em produtos químicos úteis, fechando assim o ciclo.
REACT
O REACT é um projeto do programa «Horizon Europe» que desenvolve um processo eletroquímico em tandem inovador para converter diretamente as emissões industriais de CO₂ em misturas químicas valiosas, ricas em olefinas, para a produção sustentável de polímeros, produtos químicos e combustíveis. O REACT (Renewable Electrochemical Advanced Conversion of CO₂ to Target products) tem uma duração de 48 meses, de maio de 2026 a abril de 2030, e abrange toda a cadeia de valor, desde instituições científicas até fornecedores de matérias-primas e fabricantes de polímeros para o setor das embalagens. O consórcio é coordenado pelo SINTEF (Noruega) e inclui 13 parceiros de 10 países: VITO (Bélgica), Johnson Matthey PLC (Reino Unido), eChemicles (Hungria), Procter & Gamble Services Company NV (Bélgica), IDENER (Espanha), Norner Research AS (Noruega), Empa (Suíça), K1-MET GmbH (Áustria), FARPLAS (Turquia), Johnson Matthey Davy Technologies Ltd (Reino Unido), Holoss (Portugal) e ETA-Florence Renewable Energies (Itália).
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