{"id":16705,"date":"2017-04-10T15:30:16","date_gmt":"2017-04-10T15:30:16","guid":{"rendered":"https:\/\/cnpem.staging.wpengine.com\/?p=16705\/"},"modified":"2022-01-21T15:46:56","modified_gmt":"2022-01-21T18:46:56","slug":"conversao-seletiva-de-co2-em-co","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cnpem.br\/en\/conversao-seletiva-de-co2-em-co\/","title":{"rendered":"Convers\u00e3o seletiva de CO2 em CO"},"content":{"rendered":"

Em 2016, a concentra\u00e7\u00e3o de g\u00e1s carb\u00f4nico (C<\/span>O<\/span>2<\/span><\/span><\/span><\/span>CO2<\/span><\/span>) na atmosfera ultrapassou 400 ppm (partes por milh\u00e3o), e tem aumentado ano a ano desde o in\u00edcio da revolu\u00e7\u00e3o industrial, quando a atividade humana passou a injetar na atmosfera mais carbono que o que o meio ambiente \u00e9 capaz de absorver. O aumento da concentra\u00e7\u00e3o tanto de (C<\/span>O<\/span>2<\/span><\/span><\/span><\/span>CO2<\/span><\/span>) quanto de outros gases causadores do efeito estufa na atmosfera \u00e9 atualmente considerado o principal respons\u00e1vel pela eleva\u00e7\u00e3o na temperatura m\u00e9dia do planeta, que leva \u00e0 intensifica\u00e7\u00e3o de epis\u00f3dios clim\u00e1ticos extremos.<\/p>\n

Devido a isso, a procura tanto por fontes de energia alternativas que diminuam o consumo de combust\u00edveis f\u00f3sseis quanto por m\u00e9todos de diminuir o impacto da superprodu\u00e7\u00e3o de g\u00e1s carb\u00f4nico tem se intensificado nos \u00faltimos anos. Um exemplo \u00e9 a transforma\u00e7\u00e3o do C<\/span>O<\/span>2<\/span><\/span><\/span><\/span>CO2<\/span><\/span> em hidrocarbonetos para a produ\u00e7\u00e3o de combust\u00edveis e insumos para a ind\u00fastria qu\u00edmica.<\/p>\n

Existem diversas formas de se transformar C<\/span>O<\/span>2<\/span><\/span><\/span><\/span>CO2<\/span><\/span> em hidrocarbonetos. Parte delas necessita como passo intermedi\u00e1rio a convers\u00e3o de C<\/span>O<\/span>2<\/span><\/span><\/span><\/span>CO2<\/span><\/span> em mon\u00f3xido de carbono (C<\/span>O<\/span><\/span><\/span>CO<\/span><\/span>), e a rea\u00e7\u00e3o de deslocamento g\u00e1s-\u00e1gua reversa (C<\/span>O<\/span>2<\/span><\/span>+<\/span>H<\/span>2<\/span><\/span>\u21cc<\/span>C<\/span>O<\/span>+<\/span>H<\/span>2<\/span><\/span>O<\/span><\/span><\/span>CO2+H2\u21ccCO+H2O<\/span><\/span>), ou RWGS (a sigla em ingl\u00eas para Reverse Water Gas Shift), \u00e9 uma das principais formas de realizar essa convers\u00e3o. C<\/span>O<\/span><\/span><\/span>CO<\/span><\/span>produzido desta forma controlada pode ser convertido em hidrocarbonetos atrav\u00e9s da chamada s\u00edntese de Fischer-Tropsch.<\/p>\n

No entanto, a convers\u00e3o de C<\/span>O<\/span>2<\/span><\/span><\/span><\/span>CO2<\/span><\/span> em C<\/span>O<\/span><\/span><\/span>CO<\/span><\/span> em escala industrial e de forma eficiente depende do uso de catalisadores que tornem o processo mais seletivo, isto \u00e9, que evitem a produ\u00e7\u00e3o significativa de outros produtos al\u00e9m do mon\u00f3xido de carbono, como o metano (C<\/span>H<\/span>4<\/span><\/span><\/span><\/span>CH4<\/span><\/span>) que \u00e9 produzido na rea\u00e7\u00e3o de metana\u00e7\u00e3o, que pode acontecer concomitantemente \u00e0 rea\u00e7\u00e3o RWGS.<\/p>\n

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Figura 1: Convers\u00e3o de CO2CO2 em COCO e CH4CH4 com o uso do catalisador Ni\/nSiO2Ni\/nSiO2 em fun\u00e7\u00e3o da temperatura da usando diferentes raz\u00f5es entre os gases CO2:H2CO2:H2: 1:4 (preto) e 1:1 (azul).<\/em><\/p><\/div>\n

Um grupo de pesquisadores da Universidade de S\u00e3o Paulo, Universidade de Lille (Lille, Fran\u00e7a) e dos Laborat\u00f3rios Nacionais de Luz S\u00edncrotron (LNLS) e de Nanotecnologia (LNNano) utilizaram as instala\u00e7\u00f5es do LNLS para analisar catalisadores de n\u00edquel N<\/span>i<\/span><\/span><\/span>Ni<\/span><\/span>nanoparticulado para realizar essa convers\u00e3o de C<\/span>O<\/span>2<\/span><\/span><\/span><\/span>CO2<\/span><\/span> em mon\u00f3xido de carbono (C<\/span>O<\/span><\/span><\/span>CO<\/span><\/span>).<\/p>\n

Os pesquisadores utilizaram nanoesferas de s\u00edlica (n<\/span>S<\/span>i<\/span>O<\/span>2<\/span><\/span><\/span><\/span>nSiO2<\/span><\/span>) como suporte para o catalisador. O pequeno tamanho do suporte aumenta a \u00e1rea superficial dispon\u00edvel para a deposi\u00e7\u00e3o do N<\/span>i<\/span><\/span><\/span>Ni<\/span><\/span>. A deposi\u00e7\u00e3o foi feita por meio da t\u00e9cnica de pulveriza\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica que permite controlar o tamanho e a composi\u00e7\u00e3o das part\u00edculas met\u00e1licas de forma mais eficiente que os m\u00e9todos t\u00edpicos de deposi\u00e7\u00e3o por impregna\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

O catalisador de N<\/span>i<\/span>\/<\/span><\/span><\/span>n<\/span>S<\/span>i<\/span>O<\/span>2<\/span><\/span><\/span><\/span>Ni\/nSiO2<\/span><\/span> foi utilizado na rea\u00e7\u00e3o RWGS com diferentes propor\u00e7\u00f5es entre os gases C<\/span>O<\/span>2<\/span><\/span><\/span><\/span>CO2<\/span><\/span> e H<\/span>2<\/span><\/span><\/span><\/span>H2<\/span><\/span>. A produ\u00e7\u00e3o de C<\/span>O<\/span><\/span><\/span>CO<\/span><\/span>foi predominante em toda a faixa de temperaturas estudada, com baix\u00edssima produ\u00e7\u00e3o de metano. Acima de 600\u00b0C, C<\/span>O<\/span><\/span><\/span>CO<\/span><\/span> foi o \u00fanico produto observado com convers\u00f5es pr\u00f3ximas a do equil\u00edbrio termodin\u00e2mico. Nos estudos de estabilidade, o catalisador apresentou uma taxa de convers\u00e3o de 64% com 100% de seletividade para C<\/span>O<\/span><\/span><\/span>CO<\/span><\/span> durante 40 horas e ainda mostrou atividade est\u00e1vel entre dois ciclos t\u00e9rmicos.<\/p>\n

A Linha de Luz SAXS1 de Espalhamento de Raios X a Baixos \u00c2ngulos do LNLS foi utilizada para a an\u00e1lise do tamanho das nanoesferas de s\u00edlica e a Linha de Luz XAFS1 de Espectroscopia por Absor\u00e7\u00e3o e Fluoresc\u00eancia de Raios X foi empregada para analisar a fase ativa do catalisador como preparado e em diferentes temperaturas nas condi\u00e7\u00f5es de opera\u00e7\u00e3o da rea\u00e7\u00e3o RWGS.<\/p>\n

A alta convers\u00e3o e seletividade para a rea\u00e7\u00e3o RWGS e estabilidade por longos per\u00edodos apresentadas pelo catalisador desenvolvido pelo grupo \u00e9 um passo bem-sucedido na convers\u00e3o de C<\/span>O<\/span>2<\/span><\/span><\/span><\/span>CO2<\/span><\/span> em C<\/span>O<\/span><\/span><\/span>CO<\/span><\/span> para a subsequente produ\u00e7\u00e3o de hidrocarbonetos.<\/p>\n

Fonte:<\/strong> Renato V. Gon\u00e7alves, Lucas L.R. Vono, Robert Wojcieszak, Carlos S.B. Dias, Heberton Wender, Erico Teixeira-Neto, Liane M. Rossi, Selective hydrogenation of C<\/span>O<\/span>2<\/span><\/span><\/span><\/span>CO2<\/span><\/span> into C<\/span>O<\/span><\/span><\/span>CO<\/span><\/span> on a highly dispersed nickel catalyst obtained by magnetron sputtering deposition: A step towards liquid fuels, Applied Catalysis B: Environmental, v. 209, p. 240-246.<\/strong> DOI: 10.1016\/j.apcatb.2017.02.081.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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