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UFSM integra rede de pesquisadores que trabalham na transformação do CO₂ em insumos

Rede Gaúcha para Captura e Valorização de CO₂ é formada por alguns dos mais importantes grupos de pesquisa do RSA



A redução dos níveis de CO na atmosfera é um dos temas de maior relevância do mundo, que busca formas de converter esse gás em produtos de interesse da indústria também. Foi com esse objetivo que o Governo do Estado, juntamente com a participação de cientistas, universidades e empresas, criou a Rede Gaúcha para Captura e Valorização de CO (RG-CO). A UFSM é uma das instituições participantes da pesquisa, que busca desenvolver tecnologia de ponta para transformar o grande vilão do efeito estufa em insumos.

Liderado pelos professores de química da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (Ufrgs) Jairton Dupont (coordenador geral) e Osvaldo Casagrande (coordenador substituto), o projeto – além de levar o Rio Grande do Sul a um novo patamar econômico – pode elevar a capacidade científica e tecnológica do estado no setor dos processos de química verde e sustentável.

Na imagem acima, simula-se o processo de geração de hidrogênio, a partir da água, na presença de uma fonte de luz

“A RG-CO é formada pelos mais importantes grupos de pesquisa gaúchos, os quais estão inseridos nas principais universidades do estado do Rio Grande do Sul, atuando nas áreas de expertise que permitem abordar a captura e transformação do CO por meio de propostas inovadoras, e assim aumentando de forma significativa as possibilidades de sucesso”, explica Osvaldo.

Como funciona? – A ideia é a seguinte: desenvolver tecnologia de ponta para transformar o CO em produtos de valor agregado como commodities (matérias-primas básicas de interesse global) e combustíveis por meio de processos verdes, sustentáveis e economicamente viáveis, utilizando quatro linhas principais de investigação: catálise homogênea, catálise heterogênea, fotocatálise e sistemas eletroquímicos. A partir do CO captado em chaminés de fábricas, é possível produzir diesel, gás natural, álcool e produtos como o ácido fólico, essencial para a cadeia do agronegócio (em adubos e fertilizantes) e importado da Alemanha.

No prédio 18 do campus sede da UFSM, o Laboratório de Materiais Inorgânicos desenvolve a pesquisa e síntese de materiais que auxiliam na divisão da molécula da água – processo que não é espontâneo e requer energia. Os materiais sintetizados são utilizados como fotocatalisadores, ou seja, usam luz. Esses materiais auxiliam no processo e reduzem a energia necessária para esse fim.

No caso do projeto realizado na UFSM, que trata da geração de hidrogênio verde, é utilizado o dióxido de titânio como principal material para fazer os fotocatalisadores. O dióxido de titânio é usado para dar a cor branca nas tintas e é um material de baixo custo. Para dar eficiência ao fotocatalisador, são usados derivados de selênio e telúrio junto com outros metais. Esses compostos aumentam muito a eficiência do fotocatalisador, que passa a absorver muito mais energia solar e gerar muito mais hidrogênio a partir da água.

De acordo com Ernesto Schulz Lang, professor que coordena o projeto na instituição, o foco do grupo é o desenvolvimento e a caracterização de fotocatalisadores para a produção de H utilizando luz solar como fonte de energia.

“Além de sintetizar esses materiais, o laboratório testa a produção de hidrogênio a fim de entender o comportamento desses fotocatalisadores e, a partir disso, aprimorar o resultado que irá facilitar o processo, tornando ele economicamente viável”, explica o professor.

Cândida Brandl, de 26 anos, é uma das alunas que faz parte do projeto. Iniciando o terceiro ano do doutorado, ela conta que a pesquisa faz parte do projeto, graças ao potencial de aplicação, e também por ser social e ambientalmente importante. No laboratório, ela realiza análise dos experimentos e pesquisas bibliográficas.

“A experiência é única, com aprendizados que somente essa pesquisa pode fornecer. Gosto muito da parte de aplicação, pois vemos sentido no que estamos fazendo, e sabemos que isso trará um retorno para a sociedade no futuro, melhorando a qualidade de vida da população”, afirma a doutoranda.

Ela explica que é um processo quase completo: desde a síntese dos materiais (sejam eles complexos metálicos, óxidos metálicos ou semicondutores), o seu estudo envolve a parte estrutural e também a produção do gás.

Por um futuro mais sustentável – Espera-se que os materiais preparados durante o projeto apresentem alta eficiência na produção de compostos de alto valor agregado e de interesse industrial, além prover à indústria química uma metodologia limpa de produção de gás de síntese e outros compostos utilizando fontes renováveis de energia e compostos químicos. O projeto começou em 2022 e a tem previsão para ser finalizado em 2024.

“A longo prazo, o objetivo é mudar a atual dependência das áreas de energia e química com os combustíveis fósseis. Além disso, ao final do projeto teremos formado RH (alunos de iniciação científica, mestrado, doutorado e pesquisadores de pós-doutorado) altamente qualificados em novas áreas para o desenvolvimento de tecnologia nacional, aptos para enfrentar os desafios na busca de resolver um grande problema mundial: a geração de energia limpa e a formação de compostos de alto valor agregado (biocombustíveis, building blocks na química fina) para manter o crescimento econômico, sem afetar o meio ambiente”, enfatiza Osvaldo.

Gaúchos na pesquisa – Na Ufrgs, os projetos em andamento englobam a síntese de materiais nanoestruturados, catalisadores homogêneos e heterogêneos e o uso destes em reações de hidrogenação e redução (fotoeletroquímica) do CO. O objetivo é a formação de materiais de maior valor agregado e o desenho computacional de líquidos iônicos funcionalizados visando absorção de CO.

Já na Universidade Federal de Pelotas (UFPel), os pesquisadores estão envolvidos na caracterização eletroquímica de materiais semicondutores, sua aplicação na redução do CO e o uso de derivados de CO para aplicações em dispositivos eletroquímicos e armazenamento de energia. Na Universidade Federal do Rio Grande (Furg), as atividades consistem no desenvolvimento de catalisadores heterogêneos nanoestruturados para reação de hidrogenação do CO.

Além de instituições da colaboração de universidades estaduais e nacionais, a RG-CO conta com suporte de cientistas de instituições internacionais do Reino Unido e da Espanha. Atualmente o projeto recebe suporte financeiro para os laboratórios através de financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (Fapergs). O Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) fornecem as bolsas para os estudantes de mestrado, doutorado e pós-doutorado. Já a Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) tem fornecido apoio financeiro para os equipamentos de grande porte, como difratômetros de raios X, espectroscópios e microscópios.

Texto, foto e arte gráfica: Vitória Faria Parise, estudante de Jornalismo e bolsista da Agência de Notícias

Edição: Lucas Casali

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