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MADRID 6 abr. (EUROPA PRESS) -
Pesquisadores da Universidade de Cambridge (Reino Unido) desenvolveram um reator movido a energia solar para decompor resíduos plásticos difíceis de reciclar, como garrafas de bebidas, tecidos de náilon e espumas de poliuretano, utilizando ácido recuperado de baterias de carros velhos e transformando-o em combustível de hidrogênio limpo e valiosos produtos químicos industriais.
O reator, conforme publicado na revista 'Joule', funciona com energia solar e poderia ser uma alternativa mais econômica e sustentável aos métodos químicos de reciclagem atuais. A equipe afirma que seu método poderia criar um sistema circular em que um fluxo de resíduos resolve outro.
A produção mundial de plástico ultrapassa 400 milhões de toneladas por ano, mas apenas 18% são reciclados. O restante é queimado, depositado em aterros ou contamina os ecossistemas. Os pesquisadores afirmam que seu método, conhecido como fotorreforma ácida com energia solar, poderia contribuir para resolver o problema global dos resíduos plásticos.
Os pesquisadores projetaram um fotocatalisador robusto o suficiente para resistir aos efeitos altamente corrosivos do ácido, ao mesmo tempo em que aproveitam de forma produtiva o ácido contido nas baterias de carro usadas, que normalmente é neutralizado e descartado.
“A descoberta foi quase acidental”, declara o professor Erwin Reisner, do Departamento de Química Yusuf Hamied de Cambridge, que liderou a pesquisa. “Antes, pensávamos que o ácido era totalmente proibido nesses sistemas de energia solar, porque simplesmente dissolveria tudo. Mas nosso catalisador não fez isso, e de repente se abriu um mundo completamente novo de reações”.
“Há muito tempo se utilizam ácidos para decompor plásticos, mas nunca tínhamos contado com um fotocatalisador econômico e escalável que pudesse resistir a eles”, acrescenta a autora principal, Kay Kwarteng, doutoranda no grupo de pesquisa de Reisner, que desenvolveu o fotocatalisador. “Assim que resolvemos esse problema, as vantagens desse tipo de sistema tornaram-se evidentes.”
O método desenvolvido pelos pesquisadores trata primeiro os resíduos plásticos com o ácido residual das baterias de automóveis, quebrando as longas cadeias de polímeros em componentes químicos básicos como o etilenoglicol, que o fotocatalisador converte posteriormente em hidrogênio e ácido acético (o principal ingrediente do vinagre) quando exposto à luz solar.
Em testes de laboratório, o reator gerou altos rendimentos de hidrogênio e produziu ácido acético com alta seletividade. Além disso, funcionou por mais de 260 horas sem qualquer perda de rendimento.
Esse método funciona com diversos tipos de resíduos plásticos, inclusive aqueles que atualmente são difíceis de reciclar, como o náilon e o poliuretano. Isso representa um verdadeiro avanço em relação às tecnologias de reciclagem atuais, que não abrangem plásticos além do PET.
Esse método funciona não apenas com ácido novo de grau laboratorial, mas também com o ácido recuperado de baterias de automóveis. Essas baterias contêm entre 20% e 40% de ácido em volume e são substituídas em grandes quantidades todos os anos em todo o mundo. O chumbo dessas baterias costuma ser extraído para revenda, mas o ácido gera resíduos adicionais depois de neutralizado com segurança.
“É um recurso inexplorado”, comenta Kwarteng. “Se conseguirmos coletar o ácido antes que ele seja neutralizado, podemos usá-lo repetidamente para decompor plásticos: é uma situação vantajosa para todos, pois evitamos o custo ambiental da neutralização do ácido e, ao mesmo tempo, o aproveitamos para gerar hidrogênio limpo.”
Os pesquisadores afirmam que seu método oferece uma possível redução de custos de uma ordem de magnitude em comparação com outras abordagens de fotorreforma, principalmente porque o ácido permite aumentar as taxas de produção de hidrogênio e pode ser reutilizado em vez de consumido ou desperdiçado.
Kwarteng ressalta que, embora persistam desafios, como garantir que os reatores possam suportar condições corrosivas, a química fundamental é sólida. Os pesquisadores afirmam que seu método não substituirá a reciclagem convencional, mas poderá complementá-la ao lidar com plásticos contaminados ou misturados que atualmente não têm uma via viável para reutilização.
“Não prometemos resolver o problema global dos plásticos”, afirma Reisner. “Mas isso demonstra como os resíduos podem se tornar um recurso. O fato de podermos gerar valor a partir dos resíduos plásticos utilizando a luz solar e o ácido das baterias descartadas torna esse processo realmente promissor.”
A equipe planeja comercializar esse processo com o apoio da Cambridge Enterprise, o braço de inovação da Universidade, e com uma Conta de Aceleração de Impacto da UKRI. A pesquisa foi financiada em parte pelo Cambridge Trust, pela Royal Academy of Engineering, pelo Leverhulme Trust, pelo Isaac Newton Trust e pelo Conselho de Pesquisa em Ciências Físicas e Engenharia (EPSRC), que faz parte da UK Research and Innovation (UKRI).
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