Tecnologia converte CO2 em gasolina numa planta-piloto
Uma equipe de pesquisa sul-coreana, liderada pelo Dr. Jeong-Rang Kim, do Instituto de Pesquisa de Tecnologia Química da Coreia (KRICT), em colaboração com a GS Engineering & Construction e a Hanwha TotalEnergies, desenvolveu com sucesso uma tecnologia de catalisador e processo que converte diretamente o dióxido de carbono (CO2) e hidrogênio em hidrocarbonetos líquidos, como gasolina e nafta, sem etapas intermediárias, alcançando produção em escala piloto de 50 kg por dia.
O trabalho foi conduzido no âmbito do Projeto Químico da Plataforma de Recursos de Carbono do Ministério da Ciência e TIC.
O estudo foi publicado na revista ACS Sustainable Chemistry & Engineering. O Dr. Hyung-Ki Min, do KRICT, atuou como autor correspondente, e o Dr. Chen Jingyu participou como primeiro autor.
Anteriormente, a equipe do Dr. Kim concluiu uma mini planta-piloto de 5 kg por dia e transferiu a tecnologia para a GS Engineering & Construction e a Hanwha TotalEnergies em 2022.
Com base nesse avanço, a equipe conjunta estabeleceu a primeira planta-piloto da Coreia do Sul para hidrogenação direta de CO2, com capacidade de produção diária de 50 kg de hidrocarbonetos líquidos até o final de 2025. A próxima fase envolve o desenvolvimento de um processo em escala comercial capaz de produzir acima de 100 mil toneladas anuais.
À medida que interrupções geopolíticas, como o recente fechamento do Estreito de Ormuz, ameaçam as cadeias de suprimento de petróleo e nafta, tecnologias que transformam CO2 – emitido por usinas e fábricas – em recursos valiosos passam a ter uma importância estratégica.
A tecnologia oferece potencial para que as matérias-primas oriundas do petróleo e utilizadas em combustíveis automotivos e em insumos petroquímicos possam ser substituídas por alternativas derivadas de carbono.
Como o novo processo se diferencia
As tecnologias convencionais de conversão de CO2 normalmente envolvem um processo indireto em duas etapas. Primeiro, o CO2 é convertido em monóxido de carbono (CO) por meio da reação reversa water-gas shift (RWGS), que exige temperaturas superiores a 800°C por causa da estabilidade química do CO2.
Posteriormente, a síntese Fischer–Tropsch converte CO e hidrogênio em hidrocarbonetos líquidos sob temperaturas mais baixas, porém em altas pressões, exigindo instalações complexas e com múltiplos estágios.
A equipe liderada pelo KRICT superou essas limitações ao desenvolver um sistema catalítico que permite a conversão direta em um único processo. Essa tecnologia de hidrogenação direta possibilita que o CO2 e hidrogênio reajam diretamente para formar os hidrocarbonetos líquidos sem a etapa RWGS em alta temperatura.
A tecnologia opera em condições relativamente moderadas, de aproximadamente 270–330°C e 10–30 bar. Ao incorporar reações em múltiplos estágios e reciclar materiais não reagidos, o sistema atualmente alcança cerca de 50% de rendimento de síntese para hidrocarbonetos líquidos. A produção diária de 50 kg da planta-piloto equivale a aproximadamente três galões de combustível de 20 litros.
O avanço é particularmente significativo como uma tecnologia de plataforma capaz de viabilizar a comercialização. Melhorias na fabricação dos catalisadores e nas condições operacionais aumentaram a estabilidade do processo, ao mesmo tempo em que reduziram o consumo de energia em comparação com abordagens convencionais. A estrutura simplificada do processo também favorece a redução dos custos de produção.
Próximos passos rumo à comercialização
Daqui para frente, a equipe de pesquisa pretende acumular dados operacionais de longo prazo por meio da otimização e demonstração da planta-piloto. Com base nesses resultados, os pesquisadores avançarão no desenvolvimento do processo em escala comercial, na análise de viabilidade econômica e em avaliações de redução de gases de efeito estufa para plantas capazes de produzir mais de 100 mil toneladas anuais.
A comercialização bem-sucedida poderá reduzir substancialmente a dependência de petróleo importado e fortalecer a segurança energética nacional ao estabelecer sistemas alternativos de matérias-primas derivadas de carbono.
Os pesquisadores acreditam que, quando integrada às energias renováveis, essa tecnologia poderá se tornar um componente essencial dos sistemas Power-to-Liquids (PtL), que convertem eletricidade renovável, CO2 capturado e hidrogênio verde em combustíveis líquidos sustentáveis.
Informação adicional: Jingyu Chen et al, Cascade Conversion of CO2 to Gasoline–Range Hydrocarbons over KFeZnOx and Zn/HZSM-5 Catalysts: Role of Zn as an Acidity Modifier, ACS Sustainable Chemistry & Engineering (2026). DOI: 10.1021/acssuschemeng.5c13581
Informações da revista: ACS Sustainable Chemistry & Engineering
Fonte: NST – National Research Council of Science and Technology
Artigo original (em inglês) publicado por NST na TechXplore.
