Garrafas plásticas são transformadas em fonte de energia verde nos EUA
Problema ambiental desde a produção em massa de materiais plásticos na década de 1950, os chamados microplásticos, partículas minúsculas menores que cinco milímetros, se espalharam pelo nosso planeta.
Extremamente duráveis, levando centenas de anos para se decompor, esses agentes nocivos contribuem para o aquecimento global e contaminam ecossistemas com produtos químicos tóxicos.
Em uma pesquisa recente, publicada na revista Angewandte Chemie International Edition, uma equipe de pesquisadores propõe usar quantidades mínimas de solventes para quebrar uma classe específica de plásticos.
“O que fizemos nesta pesquisa foi quebrar polímeros de condensação em compostos aromáticos que podem ser usados como combustíveis”, explica em um comunicado de imprensa o líder da pesquisa Manish Shetty, professor da Universidade Texas A&M, nos EUA.
Para isso, a equipe usou compostos orgânicos chamados transportadores de hidrogênio que, na prática, funcionam como esponjas para armazenar hidrogênio, que depois é usado para decompor o plástico.
Como transformar plástico em hidrogênio verde?
Após o hidrogênio ser armazenado em forma líquida usando o metanol como transportador, a equipe de Shetty projetou catalisadores para usar esse H2 para transformar o tereftalato de polietileno (PET) de embalagens na molécula p-xileno, usada para produzir combustíveis.
Esses catalisadores aceleram as reações químicas metanólise e hidrogenólise, tornando-as mais rápidas, eficientes e controladas.
Na primeira delas, o metanol ajuda a quebrar o PET em outros compostos. Já na hidrogenólise, o hidrogênio (transportado pelo metanol) é utilizado para facilitar a quebra das ligações químicas do PET.
A pesquisa explica como as superfícies do catalisador Cu/ZnZrOₓ (mistura de cobre, zinco e zircônio) usam o hidrogênio que sai dos transportadores orgânicos para transformar PET em p-xileno.
Shetty destaca em um comunicado que, começando com uma solução de gerenciamento de resíduos, sua pesquisa acabou se tornando uma estratégia inovadora para a sustentabilidade da indústria química.
“Essas moléculas orgânicas transportam esse hidrogênio de onde ele é gerado para onde ele é usado para gerenciamento de resíduos, especialmente em um ambiente urbano onde coletamos muitos desses resíduos”, conclui o engenheiro químico.
Implicações da pesquisa para a redução dos combustíveis fósseis
O aspecto revolucionário da pesquisa é o duplo papel reservado ao metanol (CH₃OH), um álcool produzido principalmente a partir do gás natural.
Ele é usado no estudo não só para quebrar o PET em fragmentos menores (na metanólise), como também para transportar o hidrogênio em sua estrutura molecular para formar o p-xileno a partir do PET, na hidrogenólise.
O uso do metanol como fonte de H2 é vantajoso porque elimina a necessidade de armazenar o hidrogênio puro, o que é desafiador devido à sua baixa densidade energética. Além disso, o transporte de hidrogênio também é uma operação cara e complexa
Animado com os resultados da pesquisa, Shetty acredita que sua aplicação pode mudar a economia, deixando de depender de combustíveis fósseis.
Para ele, “uma das coisas que podem acontecer é que, à medida que o hidrogênio se torna mais disponível […], precisaremos dos transportadores de hidrogênio como um vetor de transporte”.
E, entre os usos dessas substâncias que carregam o hidrogênio de um lugar para outro, teríamos agora “o gerenciamento e a valorização de resíduos”, diz Shetty, transformando-os em fontes de combustível ou outros químicos.
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