Uma equipe da Harvard University apresenta uma abordagem inovadora de captura de CO2 que usa fotocatálise alimentada pela luz solar. Em vez de depender de solventes químicos ou sorventes que exigem grande input de energia, a estratégia utiliza moléculas projetadas para capturar e liberar CO2 sob luz. O estudo foi publicado na Nature Chemistry em agosto e descreve um caminho promissor para uma captura de carbono que poderia demandar menos energia do que as tecnologias atuais.
Como funciona a fotocatálise para captura de CO2
A ideia central é usar fotobases fluorenílicas — chamadas fluorenyl photobases — que, ao serem expostas à luz, liberam rapidamente íons hidróxido. Esses íons capturam CO2 do ar ambiente por meio de uma ligação química, formando um composto estável com o gás. O diferencial é a reversibilidade: na ausência de luz, a reação se reverte, liberando o CO2 e restaurando a molécula ao seu estado inicial, pronta para outro ciclo.
Entre as moléculas testadas ficou evidente que a PBMeOH foi a mais eficaz. Em experimentos, essa fotobase não captura CO2 no escuro, mas atinge a taxa de captura mais alta sob iluminação. Além disso, o sistema baseado em PBMeOH mostrou estabilidade ao longo de vários ciclos, com perdas mínimas de eficiência.
They only fade about 1% per cycle, so you could imagine only replenishing every 100 cycles.
Richard Liu, assistant professor of chemistry and chemical biology at Harvard, explica o resultado com foco na durabilidade do sistema.
Resultados de desempenho e durabilidade
Os experimentos indicaram que a PBMeOH não realiza captura de CO2 no escuro e que, sob luz, atinge a maior taxa de captura entre as moléculas avaliadas. Além disso, a pesquisa mostrou que o sistema baseado em PBMeOH é estável ao longo de vários ciclos, com perdas mínimas de eficiência, o que sugere que a reposição poderia ocorrer apenas a cada centenas de ciclos.
Embora os resultados sejam encorajadores, a equipe de Harvard reconhece que ainda há desafios a superar antes de transformar a ideia em tecnologia aplicável. Entre as dificuldades estão questões de engenharia para expor as moléculas à luz de forma eficiente e estável, bem como a definição da configuração ideal de reatores para operação contínua. Ainda não há uma resposta única sobre qual seria a melhor abordagem para manter o sistema iluminado e ativo em larga escala.
Desafios para a escalabilidade e integração
Os pesquisadores destacam que, embora a fotocatálise alimentada pela luz ofereça vantagens potenciais, o caminho para uso prático envolve a engenharia de dispositivos que garantam exposição constante à luz e a recuperação do CO2 capturado sem degradar o material. A eficácia, a durabilidade e a compatibilidade com outras etapas de captura de carbono são áreas que precisam de investigação adicional. A pesquisa enfatiza que a melhor estratégia ainda está por ser definida, e que diferentes layouts de reatores podem oferecer vantagens diferentes conforme o contexto.
Essa linha de pesquisa sugere um caminho distinto das tecnologias atuais de captura direta do ar, que dependem de solventes químicos ou sorventes porosos, que exigem grande input de energia para liberar o CO2 capturado. Em contraste, o uso da luz como energia direta para capturar e liberar CO2 representa uma mudança conceitual com potencial de reduzir significativamente o consumo energético do processo.
Contexto e implicações para políticas climáticas
Explorar novas formas de remover CO2 da atmosfera ganha ainda mais urgência diante da necessidade de reduzir emissões globais. O estudo sublinha que, como não é possível eliminar todas as fontes de CO2 a curto prazo, a captura de carbono — tanto da atmosfera quanto de fontes pontuais — deverá desempenhar um papel importante na condução de políticas climáticas eficazes.
Because we can't get rid of every source in the short term, carbon capture from the atmosphere—and from point sources, especially—is going to be an important part of the solution.
Perspectivas futuras
Os resultados abrem espaço para novas abordagens de captura de CO2 que dependem da energia disponível na natureza, especialmente a luz solar. A equipe de Harvard continua investigando como manter a atividade fotobásica ao longo de numerosos ciclos e quais configurações de iluminação e de reatores podem viabilizar a escalabilidade do conceito. O objetivo é entender se essa rota pode complementar estratégias existentes de captura de carbono e contribuir para metas de redução de emissões no médio e longo prazo.