Pesquisadores da C2CNT LLC, Carbon Corp e George Washington University desenvolveram um novo método para separar eletrólitos fundidos de produtos de nanocarbono de grafeno durante o processo de captura de dióxido de carbono. Esta descoberta representa um grande avanço na captura e utilização de carbono (CCU), proporcionando uma forma sustentável de reduzir a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera e, ao mesmo tempo, produzir materiais valiosos.
A pesquisa, liderada pelo professor Stuart Licht, teve como foco melhorar a separação dos nanotubos de carbono (CNTs) de um material denominado “gel de carbono”, que se forma durante a eletrólise do dióxido de carbono no carbonato fundido. Carbanogel é uma mistura de nanocarbono de grafeno e eletrólito fundido. Para extrair nanotubos de carbono puros e reutilizar o eletrólito, os dois devem ser separados de forma eficiente.
O processo começa com a decomposição do dióxido de carbono, que é convertido no cátodo (parte do dispositivo de eletrólise) em diversas formas de nanocarbono de grafeno, incluindo nanotubos de carbono. O desafio é separar o eletrólito fundido que está intimamente misturado com o nanocarbono. Os pesquisadores usaram métodos de filtração de alta temperatura e alta pressão para obter uma separação eficiente de eletrólitos. Eles ajustam o processo ajustando fatores-chave, como por quanto tempo o material é pressionado, a pressão aplicada e o tipo de filtro usado.
O professor Licht explicou: “O dióxido de carbono é decomposto em carbono e oxigênio na matriz eletrolítica de nanocarbono de grafeno cultivada no cátodo eletrolítico. Esta mistura de eletrólito de nanocarbono / carbonato é chamada de gel de carbono e é refinada pela separação do eletrólito.” Ele enfatizou ainda a importância deste processo de separação, observando que “a eficiência da extração de eletrólitos neste estudo está próxima da conclusão, e o eletrólito pode ser recuperado do produto de nanocarbono de grafeno em grandes quantidades”.
Por exemplo, aumentar o tempo de prensagem e aplicar maior pressão pode melhorar significativamente a eficiência da separação de eletrólitos. A separação é ainda melhorada usando um tipo especial de filtro chamado tela holandesa, garantindo que a perda de eletrólito seja minimizada e a pureza dos nanotubos de carbono seja maximizada.
As implicações desta pesquisa são significativas. Ao separar eficazmente o eletrólito, o processo torna-se mais sustentável e económico porque o eletrólito reutilizado reduz os custos de material. Além disso, a capacidade de produzir nanotubos de carbono de alta qualidade diretamente a partir do dióxido de carbono torna esta tecnologia uma solução promissora para reduzir as emissões de carbono e criar produtos valiosos.
O estudo mostra também que o processo pode ser ampliado, ou seja, pode ser aplicado em maiores quantidades de gel de carbono e o equipamento é capaz de manusear grandes quantidades de gel de carbono. Esta escalabilidade é crítica para aplicações industriais, que necessitam de capturar e converter grandes quantidades de dióxido de carbono para terem um impacto significativo nas alterações climáticas.
O professor Licht destacou o potencial para melhorias adicionais, dizendo: “Com melhorias adicionais, como o uso de vácuo em conjunto com a pressão aplicada, podem ser alcançadas eficiências de extração mais altas.” À medida que os pesquisadores continuam a melhorar a tecnologia, espera-se que estudos futuros explorem melhorias adicionais, como o uso de filtração a vácuo para aumentar ainda mais a eficiência da separação de eletrólitos. Este desenvolvimento poderá levar à adopção generalizada da electrólise do dióxido de carbono como um método prático para combater as alterações climáticas e produzir materiais avançados.
Referência do diário
Gad Lichter, Kyle Hofstetter, Stuart Lichter. “Separação de eletrólito fundido de produtos de nanocarbono de grafeno após captura eletrolítica de dióxido de carbono.” De Carbono, 2024. doi: https://doi.org/10.1016/j.decarb.2024.100044
