A ciência sempre perseguiu a ideia de transformar substâncias baratas e abundantes em materiais mais valiosos. Na Idade Média, os alquimistas queriam transformar metais comuns em ouro. Hoje, diversos ramos da ciência, principalmente a física, a química e a engenharia de materiais, buscam transformar substâncias de forma a torná-las mais valiosas e úteis.
A alquimia se transformou em tecnologia de ponta, e é exatamente uma dessas tecnologias que tem chamado atenção em um contexto de transição energética. Cientistas estão usando raios artificiais para modificar a estrutura molecular do gás natural e convertê-lo em um combustível menos poluente.
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Antes de entrar na tecnologia propriamente dita, é importante entender o contexto. Todos os anos, uma quantidade gigantesca de metano escapa de poços de petróleo e gás ao redor do mundo. Em plataformas e poços com infraestrutura antiga, esse gás não é coletado, e a solução mais comum sempre foi a instalação de flarings, que queimam o metano e o transformam em gás carbônico, reduzindo seu dano climático em cerca de 13 vezes. Ainda assim, dada a escala da produção global de combustíveis fósseis, isso representa uma fonte significativa de emissões e, ao mesmo tempo, um desperdício de um recurso energético que poderia ser convertido em algo útil.
Infraestruturas mais modernas conseguem capturar e aproveitar esse gás, transformando-o, por exemplo, em gás natural veicular. Mas esse processo é custoso, e não há perspectiva de investimentos massivos das petroleiras para adaptar instalações antigas. É justamente esse problema que um grupo de pesquisadores decidiu enfrentar.
Se esse resíduo puder ser transformado em um combustível valioso, o custo dos investimentos poderia ser compensado pelo aumento das receitas provenientes da venda desse novo produto. Por isso, cientistas americanos estão buscando uma forma de converter o metano em um composto químico valioso e de menor impacto ambiental: o metanol. Um combustível líquido que, assim como o etanol, pode alimentar motores a combustão e que também é amplamente utilizado como insumo industrial na produção de resinas. Como o metanol pode ser produzido a partir do metano, essa tecnologia também abre caminho para a produção de combustíveis a partir de resíduos orgânicos, como restos de alimentos e sobras agrícolas.
A tecnologia desenvolvida por pesquisadores da Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, dispensa o uso de altas temperaturas e pressões, características do processo tradicional. Os cientistas utilizaram pulsos elétricos que geram pequenas quantidades de plasma dentro de um tubo de vidro imerso em água. Esse plasma quebra as ligações químicas do metano e as reorganiza, produzindo metanol. Para interromper as reações e evitar que o metanol seja oxidado até CO2, o que eliminaria o produto desejado, os pesquisadores usaram água ao redor do tubo, permitindo que o metanol se dissolva imediatamente após sua formação.
Essa nova tecnologia permite que um reator compacto seja levado diretamente aos poços e plataformas de petróleo, reduzindo a necessidade de grandes investimentos em adaptação de infraestrutura.
Apesar dos resultados promissores, ainda há muitos desafios a serem superados. Em primeiro lugar, os cientistas precisam realizar separações complementares, já que o processo não gera apenas metanol, mas também hidrogênio e etileno, dois subprodutos interessantes caso possam ser separados a baixo custo.
O segundo desafio, talvez o mais importante, é que reatores de plasma não podem simplesmente ser ampliados em volume. A solução passa pela multiplicação do número de unidades, de forma semelhante ao que ocorre com os transistores nos chips de computador.
O terceiro obstáculo é o preço da energia elétrica. Uma solução como essa só se torna viável em países com abundância de energia renovável e custo marginal baixo.
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O estudo, publicado no Journal of the American Chemical Society, abre caminho para uma nova abordagem na conversão de combustíveis fósseis. Isso se torna especialmente relevante à medida que o caminho para a eliminação completa desses combustíveis ainda não está claramente definido no horizonte.