MADRID, 29 jul. (EUROPA PRESS) -
Pesquisadores da Universidade de Yale desenvolveram uma nova maneira de converter resíduos plásticos em combustíveis e outros produtos valiosos de forma eficiente e econômica.
Especificamente, os pesquisadores usam um método conhecido como pirólise, um processo que usa o calor na ausência de oxigênio para quebrar os materiais molecularmente. Nesse caso, ele é usado para quebrar plásticos em componentes que produzem combustíveis e outros produtos. Os resultados foram publicados na Nature Chemical Engineering.
Os métodos convencionais de pirólise normalmente usam um catalisador para acelerar as reações químicas e obter altos rendimentos, mas esse método tem limitações significativas.
"Sempre que falamos sobre catalisadores, sempre falamos sobre seu alto custo e há um problema de durabilidade, pois eles acabam se deteriorando por várias causas", disse Liangbing Hu, professor de engenharia elétrica e de computação e ciência dos materiais e diretor do Yale Center for Materials Innovation, que liderou o estudo, em um comunicado.
Entretanto, os métodos que não empregam um catalisador tendem a ter baixas taxas de conversão de resíduos em produtos úteis.
Para esse projeto, os pesquisadores encontraram uma solução para ambos os obstáculos e desenvolveram um método de pirólise altamente seletivo, eficiente em termos de energia e sem catalisador que pode converter plástico em produtos químicos valiosos.
O segredo, explicam eles, é um reator de coluna de carbono impresso em 3D e aquecido eletricamente, composto de três seções com poros de tamanho decrescente. A primeira seção tem poros de um milímetro, a seguinte contém poros de 500 micrômetros e a terceira, poros de 200 nanômetros.
À medida que os produtos químicos passam pelo reator, a estrutura hierárquica dos poros desempenha um papel fundamental no controle do progresso da reação. Por um lado, ela evita que moléculas maiores passem pelo reator antes de serem decompostas adequadamente.
CONTROLE DE TEMPERATURA
Além disso, permite o controle da temperatura no reator, o que evita a formação de coque e outros efeitos que podem inibir o processo.
Para testar o sistema, os pesquisadores testaram o reator com uma amostra de polietileno, um plástico comum. Os resultados são impressionantes: eles relataram um rendimento recorde de quase 66% dos resíduos plásticos convertidos em produtos químicos que podem ser usados como combustíveis.
O uso da impressão 3D para construir a estrutura permitiu que os pesquisadores controlassem com precisão as dimensões dos poros do reator e investigassem os efeitos da pirólise.
Para demonstrar um projeto mais escalável, os pesquisadores também usaram um dispositivo feito de feltro de carbono disponível comercialmente. Eles descobriram que esse projeto, mesmo sem a otimização proporcionada por uma estrutura impressa em 3D, melhorou a seletividade dos produtos de pirólise e obteve um rendimento satisfatório, convertendo mais de 56% do plástico em produtos químicos úteis.
"Esses resultados são muito promissores e mostram um grande potencial para aplicar esse sistema na prática e fornecer uma estratégia prática para converter resíduos plásticos em materiais valiosos", disse Shu Hu, professor assistente de engenharia química e ambiental.
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