Resíduos CO2 podem ser fonte de energia

Resíduos CO2 podem ser fonte de energia

Cientistas holandeses inventaram um novo uso para todo o dióxido de carbono que sai das chaminés de usinas de queima de combustíveis fósseis: coletá-lo para ainda mais eletricidade.

Eles poderiam, eles argumentam, bombear o dióxido de carbono através da água ou outros líquidos e produzir um fluxo de elétrons e, portanto, mais eletricidade. Estações geradoras de energia liberam 12 bilhões de toneladas de dióxido de carbono a cada ano enquanto queimam carvão, petróleo ou gás natural; plantas de aquecimento domésticas e comerciais liberam mais 11 bilhões de toneladas.

Isso seria o suficiente, eles argumentam, para criar 1,750 terawatts-hora de eletricidade extra por ano: cerca de 400 vezes a produção da represa Hoover nos EUA, e tudo isso sem adicionar um extra suspiro de dióxido de carbono na atmosfera. Assim, o escape de um ciclo de produção de eletricidade poderia ser usado imediatamente para fornecer outro fluxo de energia para a rede.

Eles fazem a afirmação em um periódico chamado Environmental Science and Technology Letters, publicado pela American Chemical Society, e a afirmação se baseia em uma técnica 200 de um ano iniciada por Sir Humphry Davy e Michael Faraday: eletrólise.

Colheita de energia a partir de resíduos

Por trás do raciocínio, há uma proposição simples de que todo evento químico envolve alguma troca de energia. Em uma solução, esse movimento de energia envolve elétrons e íons que migram para cátions ou ânions. Em uma mistura de duas soluções diferentes, a mistura final tem um conteúdo energético menor do que a soma das duas soluções originais: uma vez que a energia não pode ser criada ou destruída, portanto deve haver alguma energia disponível para a exploração.

Bert Hamelers, da Wetsus, um centro de excelência em água na Holanda, e colegas da Universidade de Wageningen relatam que usaram eletrodos porosos e liberaram dióxido de carbono na água para obter seu fluxo de corrente: o gás reagiu com a água para produzir ácido carbônico, que no eletrólito tornaram-se íons de hidrogênio positivos e íons negativos do bicarbonato HCO3. À medida que o pH da solução aumenta, o bicarbonato se torna um carbonato simples e quanto maior a pressão CO2, maior o aumento de íons na solução.

Em seu experimento, eles descobriram que, à medida que descarregavam o eletrólito aquoso com o ar, e alternadamente com o CO2, entre os eletrodos porosos, um suprimento de eletricidade começou a se acumular. Como o ar que sai das chaminés das usinas geradoras de combustível fóssil contém até 20% de CO2, até mesmo as emissões representam um potencial para mais energia.

Eles descobriram que poderiam obter ainda mais energia se, em vez de uma solução de água, usassem um eletrólito de monoetanolamina. Em experimentos, isso gerou uma densidade de energia de 4.5 mW por metro quadrado.

A ironia é que essa energia elétrica já está potencialmente disponível no topo da chaminé da usina de energia, porque no lançamento uma “solução” de gás de efeito estufa no ar imediatamente se mistura com uma solução de força diferente no ar o tempo todo.

Ninguém, é claro, tem uma maneira de colher esse poder diretamente, mas um experimento antiquado com eletrodos em um laboratório mostra que enormes quantidades de energia potencial estão sendo perdidas todos os dias, de maneiras inesperadas.

Baterias de grafeno

Isso exigiria um enorme investimento - e uma grande dose de engenhosidade - para transformar as emissões de gases do efeito estufa em ainda mais eletricidade, mas essa pesquisa é um lembrete de que os cientistas de todos os lugares estão procurando maneiras inteligentes de alimentar o planeta.

Dan Li, engenheiro de materiais da Universidade Monash, na Austrália, reporta na revista Science que ele e sua equipe desenvolveram um supercapacitador baseado em grafeno que é compacto e pode ser recarregado rapidamente, mas pode durar tanto quanto um ácido de chumbo convencional. bateria.

Isso significa que pode ser usado para armazenar energia renovável, alimentar eletrônicos portáteis ou dirigir veículos elétricos. O grafeno é um novo material maravilhoso, uma variante de grafite ou carbono organizada em camadas com apenas um átomo de espessura. “Está quase no estágio de passar do laboratório para o desenvolvimento comercial”, diz Li.

Poder da luz solar e da água

E no mesmo jornal, uma equipe da Universidade do Colorado em Boulder, nos EUA, relata que eles têm uma técnica para concentrar a luz solar e usá-la para dividir a água em seus componentes de hidrogênio e oxigênio: esses dois em combinação fornecem a energia para o hidrogênio. células de combustível que já começaram a impulsionar o transporte público em muitas cidades.

A técnica de Boulder emprega uma grande quantidade de espelhos focados em um único ponto para aquecer um reator de óxido de metal a 1,350 ° C e configurar uma cadeia de eventos em escala atômica que retém átomos de oxigênio do vapor, liberando as moléculas de hidrogênio.

"Dividir a água com a luz solar é o Santo Graal de uma economia de hidrogênio sustentável", diz Alan Weimer, líder do grupo de pesquisa Boulder. Mas a introdução comercial pode levar anos. “Com o preço do gás natural tão baixo, não há incentivo para queimar energia limpa.” - Climate News Network

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