Método inovador para fixação e armazenamento de CO2

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 1694 (2022) Citar este artigo

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A concentração de CO2 na atmosfera da Terra vem aumentando gradualmente desde a Revolução Industrial, principalmente como resultado do uso de combustíveis fósseis como fontes de energia. Embora o carvão e o petróleo tenham sido vitais para o desenvolvimento da civilização moderna, agora se reconhece que os níveis atmosféricos de CO2 devem ser reduzidos para evitar os graves efeitos das mudanças climáticas, incluindo desastres naturais. Consequentemente, existe actualmente um interesse significativo no desenvolvimento de métodos adequados para a fixação de CO2 no ar e nos gases de escape. O presente trabalho demonstra uma abordagem simples, mas inovadora, para a fixação química de concentrações extremamente baixas e muito altas de CO2 no ar, como pode resultar de fontes industriais. Este processo baseia-se na utilização de soluções aquosas dos compostos solúveis em água NaOH e CaCl2, que reagem com CO2 para produzir os sólidos inofensivos CaCO3 (calcário) e NaCl (sal) através de intermediários como NaHCO3 e Na2CO3. O NaCl gerado neste processo pode ser convertido novamente em NaOH por eletrólise, durante a qual H2 (que pode ser usado como fonte de energia limpa) e Cl2 são produzidos simultaneamente. Além disso, a água do mar contém NaCl e CaCl2 e, portanto, pode fornecer um suprimento imediato desses dois compostos. Este sistema oferece uma abordagem segura e barata para fixação e armazenamento simultâneos de CO2.

Embora a Terra tenha passado por muitos períodos de mudanças ambientais significativas ao longo do tempo, o ambiente do planeta tem estado extraordinariamente estável nos últimos 10.000 anos1. Durante este tempo, vários sistemas naturais regularam o clima da Terra e mantiveram as condições que permitiram o desenvolvimento humano. No entanto, esses sistemas regulatórios têm sido muito perturbados e o planeta pode estar se aproximando de um limiar além do qual mudanças ambientais imprevisíveis podem ocorrer, como aumentos na temperatura média global2. Para reduzir as concentrações atmosféricas de CO2 como forma de mitigar tais efeitos, o chamado Acordo de Paris foi alcançado na Conferência das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas (COP20) em 2015. Esse acordo foi baseado na exigência de manter o aumento da temperatura média global abaixo de 2 °C em relação à temperatura anterior à Revolução Industrial e preferencialmente inferior a 1,5 °C. Atualmente, essa meta é desafiadora baseada apenas no desenvolvimento de sistemas de energia neutros em carbono. Mesmo assim, o presidente eleito Joe Biden afirmou que os Estados Unidos da América voltarão a aderir ao Acordo de Paris (voltado historicamente hoje, 20 de janeiro de 2021) e o atual primeiro-ministro do Japão, Yoshihide Suga, declarou que o Japão alcançará um sociedade neutra até 2050. Além disso, o Presidente da República Popular da China, Xi Jinping, declarou que a China será neutra em carbono até 2060. Mesmo assim, porque a atual concentração atmosférica de CO2 é bastante alta, estão em andamento esforços para reduzir a CO2 acumulado para evitar uma crise de mudança climática. Os climatologistas alertaram que uma redução significativa no nível de CO2 na atmosfera da Terra é necessária na próxima década2; portanto, é necessário iniciar imediatamente esse processo. A urgência deste trabalho foi comunicada por ativistas da mudança climática, como Greta Thunberg, e os eventos "Fridays for Future" foram realizados em todo o mundo.

Embora as fontes de energia renováveis, incluindo a radiação solar e o vento, possam resultar em emissões reduzidas de CO2, esses sistemas alternativos ainda exigem gasto de energia e também podem envolver a produção de CO2. Além disso, essas abordagens de energia renovável não removem o CO2 que já se acumulou na atmosfera, nem abordam a geração contínua de CO2 de gases de escape e fontes industriais. Assim, mesmo que uma sociedade neutra em carbono pudesse ser alcançada imediatamente, o CO2 atmosférico acumulado não seria reduzido. Por essas razões, é importante reduzir o nível de CO2 atualmente na atmosfera da Terra e desenvolver meios práticos de fazê-lo o mais rápido possível. Para o armazenamento de CO2, tem sido sugerido o geossequestro por injeção de CO2 em formações geológicas subterrâneas, como campos de petróleo, campos de gás e formações salinas3,4, embora esses sistemas ainda sejam projetos para o futuro.