Fotossíntese artificial

Sistema de Fotossíntese Artificial para produção de etilenos,

fotossíntese artificial

Uma equipe de cientistas da Universidade Nacional de Cingapura (NUS) desenvolveu um protótipo de dispositivo que imita a fotossíntese natural para produzir gases de etileno usando apenas luz solar, água e dióxido de carbono.

O novo método, é capaz de produzir etileno na temperatura ambiente e pressão usando produtos químicos benignos, pode ser ampliado para fornecer uma alternativa mais ecológica e sustentável ao método atual de produção de etileno.

Este desenvolvimento é liderado pelo professor assistente Jason Yeo Boon Siang do Departamento de Química da NUS Faculdade de Ciências e do Instituto de Pesquisa de Energia Solar de Cingapura (SERIS) foi publicado pela primeira vez na revista científica ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

Desafios da produção atual de etileno

O etileno é o bloco de construção do polietileno, é uma substância química importante produzida em grandes quantidades para fabricação de plásticos, borracha e fibras. Mais de 170 milhões de toneladas de etileno foram produzidas em todo o mundo em 2015, e a demanda global deverá exceder 220 milhões de toneladas até 2020.

A produção industrial atual de etileno emprega a queima de combustíveis fósseis entre 750 ° C e 950 ° C, o que consome uma grande quantidade de energia e representa uma pressão sobre os recursos de combustível natural.

O método atual também deixa uma pegada de carbono significativa, emitindo cerca de duas toneladas de dióxido de carbono por cada tonelada de etileno produzido. Como tal, há uma demanda crescente por uma maneira mais limpa e sustentável de produzir etileno.

Adotando a fotossíntese artificial

Reconhecendo a necessidade de um método mais ecológico, o Asst Prof Yeo e sua equipe aproveitaram a energia renovável para produzir etileno. A equipe primeiro projetou um catalisador de cobre em 2015 que poderia gerar etileno a partir de água e dióxido de carbono quando alimentado por eletricidade.

Este catalisador de cobre foi posteriormente introduzido em um sistema de fotosíntese artificial para converter dióxido de carbono e água em etileno usando apenas energia solar. O protótipo projetado para realizar a reação alcançou uma eficiência faradaica, (uma corrente produzida por uma reação eletródica), de 30 por cento de etileno com base na quantidade de elétrons gerados a partir de energia solar.

A eficiência energética na transformação de solar para o etileno também é comparável ao nível de eficiência energética da fotossíntese natural pelas plantas.

“A captura de carbono é um passo chave na luta contra as mudanças climáticas impulsionadas pelo homem. Houve um aumento constante na concentração atmosférica de dióxido de carbono, porque a taxa de emissões de dióxido de carbono excede a da captura de carbono. Isso foi atribuído como uma causa importante do aquecimento global, o que leva a mudanças ambientais indesejáveis. Nosso dispositivo não só emprega uma fonte de energia completamente renovável, mas também converte o dióxido de carbono, um gás do efeito estufa, em algo útil. Isso poderia potencialmente fechar o ciclo do carbono “, disse Prof Yeo.

A invenção marca um marco significativo na realização de um sistema de fotossíntese artificial escalável para a produção limpa e sustentável de importantes moléculas orgânicas como o etileno.

Avançando, a equipe continuará trabalhando em seu dispositivo para ampliar a produção de etileno, bem como empregar sistemas similares para produzir combustíveis líquidos, como etanol e propanol.

Fonte:
https://www.sciencedaily.com/releases/2017/11/171124084755.htm

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