Sintetização da fotossíntese um novo método para transformar dióxido de carbono em metanol

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Sintetização da fotossíntese: um novo método para
transformar dióxido de carbono em metanol
Joanie Tian, editora de Química
Dadas as nossas crescentes exigências de energia, é mais importante do que nunca encontrar fontes de
energia sustentáveis. Os métodos tradicionais de queima de combustíveis fósseis liberam gases de
efeito estufa, especificamente o dióxido de carbono, na atmosfera. Os gases de efeito estufa prendem o
calor na atmosfera, o que leva ao aumento das temperaturas globais, resultando no aumento do nível do
mar e em condições climáticas cada vez mais extremas. O Canadá, o 38o maior país em população, é o
7o - maior emissor de gases de efeito estufa. Felizmente, os pesquisadores descobriram outra maneira
de produzir energia limpa, sustentável e reduz a quantidade de CO2 no ar.
Uma pesquisa publicada na revista científica Nature descreve um processo que poderia funcionar como
uma “folha artificial”. Uma equipe liderada pelo Dr. Yimin Wu, da Universidade de Waterloo, projetou um
método que transforma dióxido de carbono e água em metanol e oxigênio por um procedimento
semelhante à fotossíntese.
Como a fotossíntese, esta reação usa água, dióxido de carbono e luz solar. Na fotossíntese, as plantas
produzem oxigênio e glicose e usam a energia armazenada na glicose. No processo “folha artificial”, no
entanto, o metanol é produzido em vez de glicose, que pode ser usado como um combustível derivado
de forma sustentável.
https://wp.me/p8dH8m-1Hy
https://climate.nasa.gov/effects/
https://www.thestar.com/news/canada/2018/11/14/canada-produces-most-greenhouse-gas-emissions-than-any-other-g20-country-new-report-says.html
https://www.researchgate.net/publication/337017839_Facet-dependent_active_sites_of_a_single_Cu2O_particle_photocatalyst_for_CO2_reduction_to_methanol
https://uwaterloo.ca/institute-nanotechnology/people-profiles/yimin-wu
https://www.sciencealert.com/an-artificial-leaf-has-been-developed-to-produce-a-new-route-to-synthetic-fuel
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Esta não é a primeira vez que um método foi concebido para converter dióxido de carbono e água em
metanol. O método de produção de metanol de Wu é excepcionalmente mais eficiente devido ao uso de
óxido cuproso como fotocatistas. Ele cria as partículas de óxido cuproso aquecendo uma mistura de
acetato de cobre, hidróxido de sódio, glicose e sulfato de sódio a 60 oC por uma hora.
Um catalisador é um composto que torna mais fácil para uma reação ocorrer sem se acostumar com a
reação em si. A parte “foto” da palavra fotocatalisador significa que ela catalisa uma reação usando a luz
como sua fonte de energia. O óxido cuperoso catalisa a reação convertendo a luz em torno das
moléculas de água e dióxido de carbono em energia que as moléculas podem usar para ajudar a reação
a prosseguir. O método de Wu é atualmente o processo fotocatalítico mais eficiente para transformar
dióxido de carbono em metanol.
Para criar o metanol, um fluxo de gás dióxido de carbono é borbulhado na água contendo as partículas
de óxido cooso fotocatalítico. Isso é feito na presença da luz solar. A equipe de Wu propôs a reação
química CO 2 + 2H 2 O - CH 3 OH + O2 para descrever este processo.
As vantagens do método de Wu são que ele produz resultados mais consistentes com uma eficiência
mais alta do que outros métodos, ao mesmo tempo em que usa materiais comuns. Além disso, muitos
dos processos utilizados para fabricar metanol sofrem de problemas como a necessidade de usar e
armazenar fontes de energia secundárias, como a eletricidade.
O metanol tem muitas aplicações práticas. Pode ser usado para formar outros compostos como
formaldeído, ácido acético, olefinas, tereftalato de dimetil (DMT) e éter dimetílico (DME). Estes são
comumente usados na indústria para criar produtos como colas, conservantes, plásticos e cosméticos.
Há também muitos benefícios em usar metanol como combustível. Por exemplo, é menos inflamável do
que a gasolina, e os fogos de metanol são facilmente apavorados com água. Já está sendo usado como
combustível marítimo porque produz emissões menos prejudiciais ao meio ambiente.
Alguns lugares no Canadá estão usando métodos de captura e armazenamento de carbono (CCS) para
reduzir o carbono atmosférico, armazenando-o no subsolo. Usar essa solução de “folha artificial” vai um
passo além, colocando o carbono capturado para usar convertendo dióxido de carbono em metanol. Há
outros projetos imitadores da natureza também. Os pesquisadores estão procurando fazer micróbios
fotossintetizarem, fazendo combustível com dióxido de carbono e até mesmo outras reações “soluções
artificiais”. No final do dia, parece que a melhor maneira de proteger a natureza é aprender com ela.
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https://www.cell.com/trends/chemistry/fulltext/S2589-5974(19)30118-2
https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/photocatalysts
https://www.researchgate.net/publication/337017839_Facet-dependent_active_sites_of_a_single_Cu2O_particle_photocatalyst_for_CO2_reduction_to_methanol
https://blog.scienceborealis.ca/wp-content/uploads/sites/2/2020/07/cu2o-reaction.png
https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/methanol-market
https://www.epa.gov/formaldehyde/facts-about-formaldehyde
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Acetic-acid
https://www.britannica.com/science/olefin
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Dimethyl-terephthalate#section=Uses
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Dimethyl-ether#section=Uses
http://www.imo.org/fr/OurWork/Environment/PollutionPrevention/AirPollution/Documents/Report%20Methanol%2021.01.2016.pdf
https://www.cer-rec.gc.ca/nrg/ntgrtd/mrkt/snpsht/2016/09-01cndncrbncptr-eng.html
https://www.sciencemag.org/news/2019/11/microbe-no-longer-needs-eat-food-grow-thanks-bit-genetic-engineering
https://www.cbc.ca/news/canada/british-columbia/b-c-company-says-it-is-sucking-carbon-from-air-making-fuel-1.4696817
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