A combustão de energias fósseis, as indústrias de aço e cimento, as refinarias e os transportes são as principais fontes de emissões de dióxido de carbono (CO₂). Uma solução promissora para reduzir essas emissões é o desenvolvimento de tecnologias de captura adaptadas a cada fonte de CO2, considerando o volume de gás emitido, sua composição e os contaminantes presentes. Entre as soluções existentes, as membranas de separação são econômicas em energia, simples de usar e facilmente implantáveis em larga escala.
Na prática, existem membranas rígidas à base de polímeros vítreos, ideais para aplicações que exigem separação precisa, mas que carecem de velocidade, e membranas de borracha mais flexíveis, que permitem uma separação rápida, embora com menor precisão. O material ideal que combina seletividade e permeabilidade continua sendo o foco de pesquisas e inovações.
Nesse contexto, uma equipe internacional de pesquisa liderada por químicos do Instituto Europeu de Membranas (CNRS/ENSCM/Universidade de Montpellier) desenvolveu uma nova categoria de materiais que pode ser a solução: os redes orgânicas de borracha (ROFs).
Essas membranas inovadoras exploram uma estrutura híbrida: polímeros elásticos, capazes de transportar CO₂ de forma eficiente, combinados com estruturas cristalinas que atuam como peneiras moleculares. Graças a ligações reversíveis controladas em nível molecular, os ROFs formam filmes estáveis e robustos, cuja porosidade transitória e flutuante evita os defeitos associados aos materiais porosos tradicionais.
O resultado? Uma alta permeabilidade e seletividade para o CO₂, superando os padrões atuais. Além disso, seu desempenho é reforçado na presença de vapor de água, uma vantagem significativa, já que a maioria dos gases industriais contém umidade. Fáceis de produzir como filmes homogêneos e robustos, os ROFs são ideais para aplicações industriais em larga escala. Eles são especialmente adequados para a captura de CO₂ em ambientes úmidos, como fumaças industriais, onde superam as membranas tradicionais de polímero ou materiais porosos.
Esse avanço, publicado na revista Science Advances, abre caminho para processos de captura de CO₂ mais sustentáveis e economicamente viáveis. Ao combinar permeabilidade, seletividade e facilidade de implementação, os ROFs podem se tornar um pilar das tecnologias de captura e armazenamento de carbono, contribuindo para a luta contra as mudanças climáticas. As próximas etapas incluem a otimização de sua produção em larga escala e sua integração em sistemas industriais.
Redator: AVR
Referências:
Rubbery organic frameworks (ROFs) toward ultrapermeable CO2-selective membranes
Marius Sandru, Marie Prache, Thomas Macron, Lidia Căta, Mehmet Göktuğ Ahunbay, May-Britt Hägg, Guillaume Maurin & Mihail Barboiu.
Science Advances 2024
https://doi.org/10.1126/sciadv.adq5024