doi.org/10.1021/jacs.4c08126
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#Carbono
Pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL), em colaboração com o Instituto de Tecnologia da Geórgia, fizeram um avanço significativo ao compreender o impacto do dióxido de carbono (CO2) na estabilidade de materiais sólidos porosos funcionalizados com aminas, que são componentes cruciais nas tecnologias de captura direta de carbono do ar (DAC).
Essa nova pesquisa, publicada na revista *Journal of the American Chemical Society* e destacada na capa, esclarece as interações complexas entre o CO2 e sorventes de polietilenimina, oferecendo insights importantes que podem melhorar a eficiência e a durabilidade dos sistemas DAC.
“Este estudo destaca a importância de considerar todos os componentes atmosféricos no desenvolvimento de processos e materiais para DAC”, afirmou Simon Pang, autor correspondente e principal investigador do projeto. “Nossas descobertas serão essenciais para desenvolver sorventes de próxima geração com maior durabilidade, contribuindo para soluções de captura de carbono mais eficientes e econômicas.”
Sorventes à base de amina são fundamentais na tecnologia DAC devido à sua capacidade excepcional de capturar CO2 de maneira eficiente, mesmo em condições de concentração extremamente baixa. No entanto, a estabilidade a longo prazo desses materiais tem sido um desafio, principalmente devido à degradação oxidativa.
A equipe de pesquisa investigou o papel ainda não resolvido do CO2 no processo de degradação oxidativa desses sorventes, conciliando dados conflitantes presentes na literatura científica. O estudo revela que o CO2 exerce um efeito não linear sobre a cinética de oxidação dos sorventes de polietilenimina, com seu impacto variando significativamente de acordo com a temperatura e a concentração de CO2.
“Nossa pesquisa destaca o papel duplo do CO2 no processo de oxidação,? disse Sichi Li, principal autor do artigo e co-investigador do projeto. “Por um lado, o CO2 catalisa reações de oxidação críticas, enquanto por outro, ele reduz a mobilidade das ramificações do polímero, o que desacelera a propagação de radicais. Esses efeitos contrastantes são fundamentais para entender os perfis de degradação complexos que observamos.”
As conclusões do estudo vão além de esclarecer a literatura existente, oferecendo implicações práticas para o futuro da tecnologia DAC. Ao identificar a mobilidade das cadeias laterais do polímero e a presença de ambientes ácidos como fatores principais que aceleram a oxidação, a pesquisa sugere novas estratégias para aumentar a longevidade dos sorventes. Soluções potenciais incluem a introdução de grupos funcionais, aditivos ou suportes de óxido com química de superfície projetada para reduzir a mobilidade do polímero ou neutralizar condições ácidas, reduzindo assim a taxa de degradação oxidativa.
Publicado em 27/09/2024 11h02
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