Seguidores

Pesquisar este blog

segunda-feira, 21 de março de 2022

 

Planta-piloto converte CO2 diretamente em gasolina

Fonte: www.inivacaotecnologica.com.br







Além de ser a primeira demonstração no mundo da conversão, a planta-piloto atingiu a marca de 1.000 toneladas/ano de gasolina de CO2.
[Imagem: DICP]


CO2 vira gasolina

Em 2017, uma equipe do Laboratório Nacional Dalian para Energia Limpa, na China, propôs uma técnica de hidrogenação do dióxido de carbono (CO2) que permite gerar gasolina diretamente do gás de efeito estufa.

Ao contrário de muitas outras propostas de conversão do CO2 em combustíveis líquidos, esta se mostrou tão promissora que a Academia Chinesa de Ciências financiou prontamente a construção de uma unidade piloto para testar a tecnologia.

Agora, a planta-piloto acaba de completar um ano de testes, tendo alcançado a marca de 1.000 toneladas por ano de gasolina produzida a partir do gás carbônico.

"Esta tecnologia marca um novo estágio da tecnologia de utilização de recursos de CO2 no mundo e fornece uma nova estratégia para atingir a meta de neutralidade de carbono," disse o professor Sun Jian, coordenador da equipe que desenvolveu a tecnologia.


Esquema da conversão de CO2 em gasolina.
[Imagem: DICP]

Catalisador multifuncional

A hidrogenação de CO2 em combustíveis líquidos e produtos químicos pode não apenas lidar com o problema do excesso de dióxido de carbono liberado na atmosfera, como também facilitar o armazenamento e o transporte de energia renovável.

Neste último caso, o processo pode ser alimentado com energias renováveis intermitentes, como solar e eólica, e o produto ser utilizado para gerar eletricidade e alimentar a rede à noite ou quando não houver ventos.

No entanto, a ativação e a conversão seletiva do CO2 têm-se mostrado dois problemas mais difíceis de enfrentar do que se acreditava.

A equipe do professor Jian encontrou uma solução em um catalisador à base de ferro (Na-Fe3O4/HZSM-5) que se mostrou incrivelmente eficiente e estável: O catalisador multifuncional realiza a conversão tanto do CO2 quanto do H2 com uma eficiência de 95% e seletividade para a gasolina de 85%, tudo em condições similares às usadas na indústria.

Com o bom desempenho da planta-piloto, o próximo passo será usar o processo em escala industrial.

Bibliografia:

Artigo: Directly converting CO2 into a gasoline fuel
Autores: Jian Wei, Qingjie Ge, Ruwei Yao, Zhiyong Wen, Chuanyan Fang, Lisheng Guo, Hengyong Xu, Jian Sun
Revista: Nature Communications
Vol.: 8, Article number: 15174
DOI: 10.1038/ncomms15174

sábado, 12 de março de 2022

 

A geopolítica dos combustíveis fósseis e renováveis ​​remodela o mundo


Fonte: nature.com



Com 84% de nossa energia ainda proveniente de petróleo, carvão e gás, grande parte da transição para fontes de energia renováveis ​​está por vir. Só porque um futuro diferente chegará, isso não significa que o presente simplesmente cederá o palco. As energias renováveis ​​não mudam a centralidade da energia na geopolítica. Nem, dado que a transição energética será longa, acabará rapidamente com a geopolítica dos combustíveis fósseis.

Por quase 200 anos, a energia de combustível fóssil tem sido central para a geopolítica. A relação entre a Europa Ocidental e a China mudou decisivamente em 1839, quando a Grã-Bretanha implantou navios a vapor movidos a carvão na Primeira Guerra do Ópio. Este movimento abriu a China para uma sucessão de potências imperiais. A virada para o petróleo no século XX tornou os Estados Unidos a potência dominante do mundo e iniciou o declínio das grandes potências da Europa. Na última década, os Estados Unidos e a Rússia competiram entre si para vender gás para a Europa, como fizeram com o petróleo no início do século passado.

A energia cria conflitos geopolíticos dramáticos com efeitos posteriores que duram décadas. Veja a crise de Suez em 1956. O presidente dos EUA, Dwight Eisenhower, usou o poder financeiro de seu país para impedir a ação militar anglo-francesa contra o Egito, projetada para proteger os interesses energéticos da Europa Ocidental no Oriente Médio. Os Estados Unidos haviam encorajado esses interesses, querendo proteger o suprimento do Hemisfério Ocidental para si mesmo. Horrorizados que seu suposto aliado da OTAN pudesse traí-los, vários países europeus começaram sua virada para o que era então o petróleo soviético e agora é russo. Na década de 1970, essa relação de energia soviético-europeia foi estendida ao gás.

Desde que o presidente da Rússia, Vladimir Putin, deixou claro em 2008, na Geórgia, que não aceita as fronteiras criadas pela dissolução da União Soviética, essa dependência constrangeu a política da União Europeia em relação à Rússia. Interesses complementares em combustíveis fósseis também transformaram a China e a Rússia em aliados tácitos.

A pesquisa em energia – da ciência dos materiais à modelagem de emissões e precificação do carbono – que não leva em conta essas realidades só pode fornecer uma imagem parcial.

Já na década de 1990, era evidente que lidar com as mudanças climáticas seria limitado pela geopolítica e que as escolhas sobre quais novas fontes de energia desenvolver teriam consequências geopolíticas. Os Estados Unidos se recusaram a ratificar o Protocolo de Kyoto de 1997 sobre emissões de gases de efeito estufa porque quase todo o Senado achava que um acordo que imponha obrigações aos Estados Unidos, mas não à China – classificado como um país em desenvolvimento – prejudicaria a economia dos EUA. Enquanto isso, o governo de coalizão de 1998-2005 em Berlim mudou para a energia renovável e começou a eliminar a energia nuclear, aprofundando a dependência alemã do gás russo. Ao mesmo tempo, Putin iniciou um esforço estratégico de duas décadas para remover a Ucrânia do sistema de transporte de gás da Rússia.

A mudança climática cria incentivos agudos para a cooperação entre rivais geopolíticos, especialmente os dois maiores emissores de carbono do mundo: China e Estados Unidos. Apesar da deterioração nas relações sino-americanas por volta de 2010, o presidente Barack Obama fechou um acordo de emissões com o presidente chinês Xi Jinping em novembro de 2014, que foi o prelúdio essencial para o acordo climático de Paris no ano seguinte. No entanto, mesmo este momento de cooperação EUA-China não pôde transcender a geopolítica. No mesmo ano, Xi também chegou a um acordo com Putin para construir o gasoduto Power of Siberia. Foi inaugurado em 2019 e é o primeiro a levar gás para o leste da Ásia, em vez do oeste para a Europa. Para a China, isso é pelo menos tão importante quanto uma acomodação com Washington DC sobre o clima.

Os estados estão competindo para fabricar infraestrutura de energia verde, como painéis solares e turbinas eólicas, e para produzir veículos elétricos em massa. Em maio de 2015, o Partido Comunista Chinês anunciou um plano – Made in China 2025 – para transformar o país em uma superpotência de fabricação de alta tecnologia, incluindo veículos elétricos, e garantir que produza 70% dos principais recursos necessários. A guerra comercial e tecnológica do ex-presidente dos EUA, Donald Trump, com Pequim foi principalmente uma resposta a essa ambição chinesa e ganhou apoio entre os partidos.

Há um medo discernível em Washington DC de que uma era de energia verde será a era da China. A infraestrutura de energias renováveis ​​depende fortemente de minerais de terras raras, cuja produção a China domina quase inteiramente. Deng Xiaoping, ex-líder do Partido Comunista Chinês, uma vez brincou: “O Oriente Médio tem petróleo e a China tem terras raras”. Na última década, a China também se dispôs a usar esse controle como arma geopolítica, impondo uma proibição de exportação de todas as terras raras para o Japão em 2010, após um conflito sobre uma traineira de pesca no Mar da China Oriental. Para os Estados Unidos, recuperar o atraso na criação de uma indústria doméstica em torno da extração de 'metais tecnológicos' tornou-se um imperativo nacional.

Muito simplesmente, não há como os governos - ou os estudiosos que procuram aconselhá-los - possam levar a sério a transição energética sem ter uma estratégia realista para os problemas que a história nos diz que surgirão como a geopolítica de fontes de energia antigas e novas e tecnologias se combinam. A menos que essas dificuldades sejam enfrentadas – por cidadãos como consumidores de energia, por cientistas e cientistas sociais, bem como por governos – elas se tornarão cada vez mais difíceis.

Veja reportagem aqui

sexta-feira, 4 de março de 2022

 

Este painel solar produz água pura e mais eletricidade

Fonte: www.inovacaotecnologica.com.br




Unidades experimentais testadas na Arábia Saudita.
[Imagem: Renyuan Li et al. - 10.1016/j.xcrp.2022.100781]


Eletricidade e água

Usando um hidrogel especial, cientistas e engenheiros da Arábia Saudita criaram um sistema alimentado por energia solar que cultiva hortaliças usando água extraída do ar atmosférico, ao mesmo tempo que produz eletricidade com maior eficiência.

A demonstração prática do conceito representa uma estratégia sustentável e de baixo custo para melhorar a segurança alimentar e hídrica para pessoas que vivem em regiões de clima seco.

"Nosso projeto tira água do ar usando energia limpa que seria desperdiçada e é adequado para fazendas descentralizadas e de pequena escala em lugares remotos, como desertos e ilhas oceânicas," disse o professor Peng Wang, da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah.

Captura da umidade do ar

O sistema é composto por um painel solar fotovoltaico comum, montado sobre uma estrutura modificada, que contém uma bandeja inferior, para acomodar uma camada de hidrogel, e uma caixa metálica para condensar e coletar água.

O hidrogel, desenvolvido pela equipe em uma pesquisa anterior, absorve o vapor de água do ar ambiente durante a noite e libera o conteúdo de água quando aquecido. O próprio calor residual dos painéis solares expulsa a água absorvida pelo hidrogel. A caixa de metal abaixo coleta o vapor e condensa o vapor em água.

Além de produzir água pura, o hidrogel absorve o calor e diminui a temperatura dos painéis, o que tem como efeito adicional um aumento na eficiência dos painéis solares fotovoltaicos de até 9%.


Esquema do projeto consorciado de produção de água, eletricidade e cultivo de plantas.
[Imagem: Renyuan Li et al. - 10.1016/j.xcrp.2022.100781]

Cultivo de espinafres

A equipe realizou um teste de cultivo de plantas no deserto da Arábia Saudita por duas semanas, durante o período mais quente do ano. A água coletada exclusivamente do ar por quatro painéis solares de pequeno porte foi suficiente para irrigar 60 sementes de espinafre cultivadas em uma caixa plástica.

Ao longo do experimento, o painel solar, com tamanho semelhante ao de uma carteira escolar, gerou um total de 1.519 watts-hora de eletricidade, e 57 das 60 sementes de espinafre brotaram e cresceram normalmente até 18 centímetros. No total, cerca de 2 litros de água foram condensados do hidrogel durante o período de duas semanas.

"Nosso objetivo é criar um sistema integrado de energia limpa, água e produção de alimentos, especialmente a parte de criação de água em nosso projeto, que nos diferencia da agrofotovoltaica atual," disse Wang.

Para transformar o projeto de prova de conceito em uma tecnologia para uso real, a equipe planeja voltar ao estudo do hidrogel, para aumentar sua eficiência e absorver mais água do ar.

Bibliografia:

Artigo: An integrated solar-driven system produces electricity with fresh water and crops in arid regions
Autores: Renyuan Li, Mengchun Wu, Sara Aleid, Chenlin Zhang, Wenbin Wang, Peng Wang
Revista: Cell Reports Physical Science

DOI: 10.1016/j.xcrp.2022.100781