Pilhas recicláveis para reduzir as emissões de CO₂
Os vencedores dos prémios de investigação da Universidade de Paderborn apresentam as suas conclusões
Anúncios
A proteção do clima e um abastecimento energético fiável estão entre os principais desafios do nosso tempo. Enquanto a procura de energia aumenta, as emissões de dióxido de carbono (CO₂) têm de diminuir e os recursos valiosos têm de ser utilizados de forma mais eficiente. É por isso que são necessárias tecnologias que abordem vários destes desafios em simultâneo. E se o CO₂ fosse utilizado para impulsionar a proteção do clima? A professora assistente Dra. María Nieves López Salas e a investigadora pós-doutorada Dra. Teresa de los Arcos de Pedro, ambas do Departamento de Química da Universidade de Paderborn, estão a explorar precisamente esta questão no seu projeto de investigação. Estão a investigar se o CO₂ pode ser utilizado para armazenar energia em baterias. Pelo seu projeto, foram galardoadas com o Prémio de Investigação da Universidade de Paderborn em 2024 e apresentaram agora as suas conclusões iniciais ao público na Câmara Municipal de Paderborn.
Aplicações industriais
«As fontes de energia renováveis, como a eólica ou a solar, nem sempre estão disponíveis. É por isso que precisamos de baterias de grande capacidade que possam armazenar esta eletricidade de forma fiável, sem serem elas próprias prejudiciais para o ambiente», explica a Dra. de los Arcos de Pedro. As baterias de CO₂ de Paderborn destinam-se, portanto, a grandes instalações industriais com elevado consumo energético, como as siderurgias. Aí, poderão vir a ser utilizadas no futuro para garantir um fornecimento ininterrupto de energia, compensação da rede ou sistemas de emergência autossuficientes. Isto seria possível, entre outras coisas, se as baterias fossem ligadas diretamente a fontes industriais de CO₂. «O CO₂ seria capturado e convertido no interior da bateria, por exemplo, em monóxido de carbono, que poderia então ser utilizado como matéria-prima para outros processos químicos», afirma o Prof. adjunto López Salas. O facto de esta conversão ocorrer num elétrodo é uma das principais descobertas dos químicos. Embora o monóxido de carbono possa ser nocivo na vida quotidiana, pode ser reutilizado na indústria, por exemplo, como matéria-prima essencial para a produção de produtos químicos.
Catalisadores inovadores para baterias sustentáveis
Desde telemóveis a instalações industriais de grande escala: as baterias de iões de lítio são atualmente utilizadas em quase todo o lado. «No entanto, apesar do seu bom desempenho, estas baterias apresentam problemas: matérias-primas como o lítio e o cobalto provêm de apenas alguns países e são, por vezes, extraídas em condições de trabalho precárias. Estão também associadas a impactos ambientais e a um elevado consumo de água. Além disso, a reciclagem é tecnicamente complexa e dispendiosa», afirma o Dr. de los Arcos de Pedro. É por isso que os dois cientistas lançaram o projeto de investigação «CO2BATT», com o objetivo de desenvolver baterias que utilizem materiais sustentáveis e, simultaneamente, aproveitem e reduzam o CO₂.
As chamadas «baterias de CO₂ de metais de transição (TMBCs)» são constituídas por dois elétrodos. De um lado, há um metal, o ânodo, e do outro, carbono, o cátodo. Entre eles encontra-se um eletrólito líquido que conduz iões através de uma membrana, do ânodo para o cátodo. «O que torna isto especial é o facto de a bateria utilizar CO₂ do ar para gerar eletricidade. Um problema, no entanto, é que o CO₂ é uma molécula muito estável e não reage facilmente com outras substâncias. É precisamente aqui que entra a nossa investigação: estamos a testar quais os materiais mais adequados e a desenvolver catalisadores que ajudem o CO₂ a reagir mais facilmente e rapidamente», explica o professor assistente López Salas, cuja investigação se centra na química de materiais sustentáveis. Por exemplo, a equipa de investigação desenvolveu um catalisador feito de quitina, uma substância natural encontrada, por exemplo, nas carapaças dos caranguejos. Com sucesso: a bateria de CO₂ conseguiu ser carregada e descarregada repetidamente durante mais de 50 horas.
Investigação com grande potencial
O professor assistente López Salas está confiante quanto aos próximos passos: «Dispomos agora de materiais que funcionam e estão a produzir bons resultados. Ao mesmo tempo, estamos a trabalhar na realização de análises de superfície em tempo real do catalisador em condições reais de reação. Isto permitir-nos-á, entre outras coisas, obter informações sobre o estado químico dos átomos. Este método é particularmente empolgante, pois tornar-nos-ia um dos poucos grupos de investigação a nível mundial capazes de realizar tais investigações.»
«Este projeto representa exatamente aquilo que pretendemos apoiar com o Prémio de Investigação da Universidade: ideias ousadas com grande potencial. Aqui vemos um princípio que transforma o CO₂ de um problema num elemento fundamental. O potencial que se está a revelar aqui é enorme: uma única abordagem aborda simultaneamente a proteção climática e um abastecimento energético fiável», afirma o Prof. Dr. Thomas Tröster, vice-presidente para a Investigação e Carreiras Académicas.
Este texto foi traduzido automaticamente.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Outras notícias do departamento ciência
Notícias mais lidas
Mais notícias de nossos outros portais
Consulte os mundos temáticos para obter conteúdo relacionado
Mundo temático da tecnologia de baterias
O mundo temático da tecnologia de baterias reúne conhecimentos relevantes de uma forma única. Aqui você encontra tudo sobre fornecedores e seus produtos, webinars, white papers, catálogos e brochuras.
Mundo temático da tecnologia de baterias
O mundo temático da tecnologia de baterias reúne conhecimentos relevantes de uma forma única. Aqui você encontra tudo sobre fornecedores e seus produtos, webinars, white papers, catálogos e brochuras.
