A equipe de cientistas liderada por Chang-Ha Lee e envolvendo pesquisadores como Gina Bang, Seongmin Jin, Hyokyung Kim e Kyung-Min Kim anunciaram uma importante descoberta para a bioeconomia e a busca por fontes de energia limpas. Eles desenvolveram um material de captura de carbono que promete remover eficientemente traços de monóxido de carbono (CO) do gás hidrogênio (H2), crucial para a produção de energia limpa através de células a combustível.
Em um artigo publicado na Nature Communications no dia 03 de novembro de 2023, o grupo de pesquisa destaca a síntese de um sorvente incorporado com magnésio denominado Mg13CuCeOx, que exibe uma capacidade notável de remover CO com alta estabilidade e desempenho superiores a outras soluções existentes. Este avanço é de vital importância, considerando que a presença de CO, mesmo em concentrações muito baixas, pode comprometer seriamente a eficiência das células a combustível, reduzindo a habilidade do catalisador de platina em facilitar as reações eletroquímicas desejadas.
O sucesso desta inovação está na incorporação do magnésio, que melhora a estrutura porosa do material e aumenta a área de superfície de Cu+. O sorbente Mg13CuCeOx alcançou um desempenho notável, exibindo uma capacidade de equilíbrio 15,5 a 50 vezes maior sob pressões abaixo de 10 Pa CO e um tempo de avanço 31 vezes mais longo na remoção de CO em comparação com sorventes pelletizados existentes.
Os pesquisadores também abordaram o desafio da regeneração energética do sorvente, usando a regeneração oxidativa com ar a 120°C, assegurando assim a estabilidade na performance de sorção por mais de 20 ciclos. Além disso, a análise in-situ DRIFTS ajudou a esclarecer o mecanismo de reação do CO, mostrando que a presença de Mg aumenta os grupos OH na superfície, que promovem a formação de espécies de bicarbonato e formato.
O estudo representa não apenas um avanço técnico e científico na produção de hidrogênio de alta pureza, mas também oferece uma sustentabilidade melhorada graças à regeneração eficiente e à necessidade reduzida de energia. Com a crescente dependência de H2 em indústrias como transporte pesado, aviação e indústrias pesadas, e com enquadramentos estratégicos desenvolvidos pela Comissão Europeia e pelo Departamento de Energia dos EUA acelerando a adoção de H2 como vetor energético, o trabalho de Bang e colaboradores endereça um dos principais obstáculos para a expansão dessa tecnologia verde.
A natureza aberta do acesso a este estudo não é apenas um indicativo do compromisso dos autores com a disseminação do conhecimento, mas também coloca esse avanço ao alcance dos engenheiros e profissionais da indústria de bioeconomia, incentivando ainda mais inovações e aplicações práticas desse significativo avanço.
