Cientistas convertem metano em metanol à temperatura ambiente

Embora o dióxido de carbono (CO₂) receba a maior parte da atenção entre os gases de efeito estufa (GEE), ele não é o único capaz de alterar o clima da Terra. O metano também é, e apesar de ser emitido em quantidades menores, ele é 34 vezes mais potente que o CO₂. Logo, reduzir seus níveis de emissão continua sendo uma prioridade. Recentemente, uma forma nova e eficiente foi encontrada, por meio da qual cientistas convertem metano em metanol à temperatura ambiente – técnica que pode reduzir emissões de gases de efeito estufa e ser uma maneira mais limpa de fabricar produtos essenciais.

Como o excesso de metano que é frequentemente queimado nos processos industriais produz CO₂, uma alternativa habitualmente procurada é sua conversão em metanol para que possa ser usado em uma série de produtos, incluindo combustíveis, plásticos e materiais de construção. O problema é que esse processo de conversão geralmente requer altas temperaturas e pressões, o que o torna intensivo em energia.

Nos últimos anos, cientistas têm experimentado novos catalisadores que se mostram promissores na conversão do metano em metanol à temperatura e pressão ambientes, incluindo um catalisador de titânio e cobre, além de alternativas para melhorar os cristais de zeólita de ferro.

Em estudo recente, pesquisadores da Universidade de Manchester e do Oak Ridge National Laboratory desenvolveram uma nova técnica ao usar como catalisador uma estrutura metal-orgânica (MOF). Essas estruturas são extremamente porosas e, neste sentido, os poros contêm uma variedade de componentes que desempenham um papel no processo catalítico.

Primeiro, metano e oxigênio são misturados na água, que então flui continuamente através dos grânulos MOF. A exposição do MOF à luz solar desencadeia uma reação química que converte o metano gasoso em metanol líquido que pode ser facilmente extraído da água.

O grande truque desta conversão está na quebra da ligação carbono-hidrogênio para que um átomo de oxigênio possa ser inserido no metano resultante e dê origem a uma nova ligação que possa produzir o metanol. Nesse caso, os componentes mantidos no MOF absorvem a luz e geram elétrons que são então passados para o oxigênio e metano que fluem, fazendo com que eles se combinem para formar o metanol.

Em testes realizados com reação durando um tempo mínimo de 200 horas, o catalisador sólido foi capaz de funcionar de forma eficiente, podendo ser lavado e reutilizado pelo menos 10 vezes. Com mais refinamento, a técnica pode ajudar a reduzir emissões de metano e a pegada ambiental da produção de metanol.

“Esse processo foi denominado o ‘santo graal da catálise’. Em vez de queimar metano, agora é possível convertê-lo em metanol, um produto químico de alto valor que pode ser usado para produzir solventes, pesticidas e aditivos para combustível de veículos”, disse Martin Schröder, um dos autores do estudo.

A pesquisa foi publicada no periódico Nature Materials.

Fonte: Oak Ridge National Lab via Phys.org.

Artigo original (em inglês) publicado por Michael Irving na New Atlas.

Sobre o autor
Michael Irving sempre foi fascinado pelo espaço, tecnologia, dinossauros e os mistérios mais estranhos da física e do universo. Possuidor de um Bacharelado em Escrita Profissional e vários anos de experiência escrevendo artigos, em 2016 ele entrou para o time da New Atlas.