Pesquisa busca novos materiais para a captura de carbono industrial

BRASÍLIA — Projeto do Centro de Estudos de Energia e Petróleo (Cepetro) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) está investigando novos materiais que possam ser utilizados na captura de carbono (CO2) em plantas industriais.

Com financiamento da TotalEnergies, a pesquisa, inteiramente computacional, vai fazer o rastreio de materiais mais efetivos para adsorver o CO2, levando em conta desde a estrutura atômica dos materiais até sua viabilidade econômica no processo industrial.

“Estratégias para a captura de carbono em plantas industriais estão sendo muito estudadas no Brasil e no mundo, dada a urgência em diminuir a quantidade de CO2 liberado na atmosfera e, com isso, mitigar o impacto do aquecimento global”, explica Luís Fernando Mercier Franco, professor da Faculdade de Engenharia Química da Unicamp e pesquisador associado do Cepetro.

Segundo Franco, a inovação está na abordagem: a pesquisa quer conectar o mundo científico ao mundo da engenharia.

“Vamos integrar diferentes escalas: desde a escala atômica, identificando como um determinado material poderia ser mais eficiente, até a escala do processo, ou seja, como tornar a captura de carbono mais viável financeiramente”, conta.

A captura de carbono é parte da estratégia de empresas de petróleo e indústrias intensivas em emissões para descarbonizar suas operações.

O carbono pode ser armazenado e/ou utilizado em outros processos, como a produção de combustíveis sintéticos — sem petróleo.

O alto custo da tecnologia, no entanto, tem desencorajado investimentos em todo o mundo. Em 2024, os aportes em captura e armazenamento de carbono (CCS, em inglês) caíram pela metade em comparação com o ano anterior, para US$ 6,1 bilhões, de acordo com a BloombergNEF.

Franco explica que entre as várias possibilidades de processos para a captura de carbono está a adsorção, quando o CO2 em forma gasosa (liberado pela queima de combustíveis fósseis) adere em material sólido, em um processo de separação posterior ao sistema de exaustão industrial, por exemplo.

A pesquisa mira esses materiais. Entre eles, estão estruturas organometálicas (MOFs, em inglês) com alta seletividade para CO2 e os zeólitos.

“Como se trata de um projeto inteiramente computacional, nossa ideia é desenvolver uma plataforma que nos permita primeiramente compreender a ciência básica a respeito das interações desses materiais com o CO2”, diz o professor.

Próximas etapas

Outro objetivo do projeto é identificar possíveis modificações na estrutura química dos materiais estudados, para melhorar a adsorção.

“Queremos entender o que pode ser modificado na estrutura química desses materiais para que eles possam ganhar em adsorção, por exemplo, além de questões relacionadas a propriedades de transporte, como difusão e condutividade térmica, e propriedades mecânicas”, detalhas.

Com a ajuda do computador, será possível rastrear diferentes materiais e alterar sua estrutura química, o que torna o trabalho mais barato do que o teste individual em bancada, segundo Franco.

Na etapa seguinte, os pesquisadores planejam fazer simulações para predizer quanto o material está adsorvendo de carbono.

“Tudo isso até chegar na escala do processo industrial, em que vamos rodar a plataforma na escala de uma torre de adsorção e fazer estudos de viabilidade econômica”, completa.