Uma nanopartícula de prata com cerca de 10 nanômetros venceu tamanhos maiores e menores ao transformar CO₂ em monóxido de carbono por 100 horas
O catalisador manteve eficiência quase total na conversão para monóxido de carbono por 100 horas seguidas
O que você vai ver
- O que a equipe alemã testou para melhorar a conversão de CO2 em monóxido de carbono.
- Por que o tamanho de 10 nanômetros se mostrou o ponto ideal entre os testados.
- Por que a forma como as partículas foram distribuídas também importou.
- Por quanto tempo o catalisador se manteve eficiente sem perder desempenho.
- Que outra mudança reduziu ainda mais o gasto de energia do processo.
Uma equipe de pesquisadores liderada pelo centro alemão HZB descobriu que nanopartículas de prata com cerca de 10 nanômetros de diâmetro superam tamanhos tanto maiores quanto menores na tarefa de transformar CO2 em monóxido de carbono, mantendo desempenho estável por 100 horas seguidas.
O que a equipe testou para melhorar a conversão de CO2?
Liderada pelo químico Prashanth Menezes, a equipe do HZB investigou sistematicamente catalisadores de prata feitos com 20% de prata e 80% de carbono em massa, variando de forma controlada tanto o tamanho das nanopartículas quanto a densidade com que elas eram distribuídas sobre o eletrodo usado na reação eletroquímica.
Por que 10 nanômetros foi o tamanho ideal?
Entre as diferentes opções testadas, as partículas de prata com cerca de 10 nanômetros de diâmetro apresentaram o melhor rendimento na conversão de CO2 em monóxido de carbono, superando tanto partículas maiores quanto partículas menores, resultado que mostra como o desempenho de um catalisador não depende apenas da quantidade de material usado, mas também da escala exata das suas partículas.
Por que a distribuição das partículas importou?
Além do tamanho, a equipe constatou que espalhar as nanopartículas de forma esparsa sobre o eletrodo, em vez de concentradas, contribuiu diretamente para o melhor desempenho observado, já que uma distribuição mais espaçada parece favorecer o contato de cada partícula individual com o CO2 presente na solução durante a reação eletroquímica.
Por quanto tempo o catalisador se manteve eficiente?
Ao longo de 100 horas seguidas de operação, o catalisador manteve eficiência faradaica próxima de 100% na conversão específica para monóxido de carbono, ou seja, quase toda a corrente elétrica aplicada foi efetivamente usada para produzir o composto desejado, sem perda relevante de desempenho ao longo de todo o período testado.
Que outra mudança reduziu o gasto de energia?
Além do ajuste no cátodo, a equipe também alterou a reação que ocorre no ânodo do mesmo sistema eletroquímico, mudança que, combinada ao catalisador otimizado, reduziu o gasto energético total do processo em mais de 30%, avanço relevante para tornar a conversão de CO2 em produtos químicos úteis mais viável em escala industrial.
Avanços que otimizam processos químicos ajustando apenas a escala do material também aparecem no relato sobre a membrana que fica mais seletiva na escolha de íons quando luz e eletricidade atuam juntas.
Mais detalhes sobre o estudo estão disponíveis na reportagem original do Phys.org.
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