Cientistas criam método inédito para produção de hidrogênio e grafeno utilizando resto de lixo

Atualmente, a busca por soluções sustentáveis e ecológicas é uma prioridade global. Cientistas de diversas partes do mundo têm se dedicado a encontrar maneiras de lidar com o problema do lixo plástico, transformando-o em materiais valiosos, como hidrogênio e grafeno. Nesta matéria, exploraremos avanços científicos notáveis que estão revolucionando a reciclagem dos resíduos plásticos.

Hidrogênio e grafeno obtidos a partir de resíduos plásticos

Cientistas na Rice University, liderados por Kevin Wyss, doutor pela universidade, revelaram uma descoberta que promete revolucionar a produção de hidrogênio, fornecendo uma alternativa mais limpa e acessível. A equipe desenvolveu um método de baixas emissões para extrair hidrogênio a partir de resíduos plásticos, ao mesmo tempo em que produz grafeno de alto valor.

O hidrogênio é considerado uma promissora alternativa aos combustíveis fósseis, mas até agora, os métodos convencionais de produção eram caros e ambientalmente prejudiciais. No entanto, essa pesquisa pode mudar esse cenário.

O grafeno, um material notável composto por uma única camada de átomos de carbono, é produzido como subproduto neste processo. Este material é conhecido por sua leveza e durabilidade excepcionais e é altamente valorizado no mercado.

Os cientistas por trás da pesquisa

O Professor James Tour, da Rice University, um renomado cientista no campo da química e ciência de materiais, é um dos mentores deste projeto. Ele afirma: “A demanda por hidrogênio provavelmente aumentará nas próximas décadas, e não podemos continuar produzindo da mesma maneira se quisermos atingir as metas de emissões zero até 2050”.

Os pesquisadores expuseram amostras de resíduos plásticos a um aquecimento rápido conhecido como “flash Joule heating”, elevando sua temperatura para impressionantes 3100 Kelvins em apenas quatro segundos. Isso vaporiza o hidrogênio presente nos plásticos, deixando o valioso grafeno como resultado.

Hidrogênio limpo produzido gratuitamente

Kevin Wyss, o autor principal do estudo, explica: “Se o grafeno produzido for vendido a apenas 5% do valor de mercado atual, o hidrogênio limpo poderá ser produzido gratuitamente”. Isso tem o potencial de revolucionar não apenas a produção de hidrogênio, mas também de combater problemas ambientais urgentes, como a poluição plástica e a intensiva produção de hidrogênio por reforma de metano a vapor, que gera excesso de dióxido de carbono.

Outras pesquisas: Plástico transformado em gás hidrogênio, nanotubos e sabão

Além da conversão de plástico em grafeno e hidrogênio, outras pesquisas globais estão buscando maneiras criativas de dar um novo propósito ao plástico descartado. Em 2020, pesquisadores do Reino Unido, China e Arábia Saudita desenvolveram um processo eficiente para converter resíduos plásticos em recursos valiosos.

A equipe internacional de pesquisadores transformou lixo plástico em gás hidrogênio e nanotubos de carbono por meio de um processo inovador. Utilizando micro-ondas e catalisadores de óxido de alumínio e óxido de ferro, os pesquisadores conseguiram aquecer seletivamente os catalisadores, evitando que os plásticos se aquecessem diretamente.

Esse método resultou na recuperação impressionante de 97% do hidrogênio contido no plástico, ao mesmo tempo em que produzia nanotubos de carbono de alta qualidade.

Reciclagem com micro-ondas

A técnica de reciclagem com micro-ondas utilizada pelos pesquisadores promete eficiência e velocidade notáveis. Com um processo de conversão que dura de 30 a 90 segundos, e uma alta taxa de recuperação de hidrogênio, esse método pode ser viável em uma escala comercial. Isso oferece uma nova perspectiva para a reciclagem de plásticos em larga escala, com potencial para reduzir significativamente a poluição plástica.

Transformação de plástico em surfactante

A UC Santa Barbara também está na vanguarda da pesquisa de reciclagem de plásticos, transformando plásticos comuns em produtos químicos essenciais, conhecidos como surfactantes. O polietileno, um tipo comum de plástico, possui uma estrutura química semelhante à de ácidos graxos, os componentes básicos do sabão e detergente.

Pesquisadores desenvolveram um método para dividir eficientemente as longas cadeias de polietileno em segmentos mais curtos, evitando uma redução excessiva. Esse processo inovador utiliza um reator de termólise por gradiente de temperatura, inspirado na decomposição de madeira em uma lareira. O resultado é a produção de polietileno de cadeia curta, que pode ser transformado em sabão e outros surfactantes.

Do plástico descartado ao sabão

O professor Guoliang Liu, da Virginia Tech, liderou a pesquisa que possibilitou a transformação de plásticos em surfactantes. Inspirado pelo processo de decomposição da madeira em uma lareira, Liu desenvolveu um reator de termólise por gradiente de temperatura que divide o polietileno controladamente, resultando em polietileno de cadeia curta. Este produto é então transformado em surfactantes, como sabão, revelando uma solução inovadora para dar uma nova vida ao plástico descartado.

Além das técnicas de conversão de plástico em grafeno, gás hidrogênio, nanotubos de carbono e surfactantes, outras abordagens inovadoras estão sendo desenvolvidas para enfrentar o desafio da poluição plástica. Essas pesquisas destacam a importância da ciência e da inovação na busca por um futuro mais limpo e sustentável, onde o plástico descartado pode encontrar novos propósitos e não representar uma ameaça ao planeta.