Combustão seletiva: Catalisador queima só um combustível em uma mistura

Mec?nica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/02/2025

Fogo seletivo

Cientistas descobriram um m?todo surpreendente pelo qual um catalisador ? usado para queimar seletivamente uma subst?ncia em uma mistura de hidrocarbonetos, compostos qu?micos formados por ?tomos de hidrog?nio e carbono, como os derivados do petr?leo, sejam gases (g?s natural e GLP), l?quidos (gasolina, diesel etc) ou s?lidos (carv?o mineral).

Essa t?cnica in?dita de "queima seletiva" poder? ajudar na remo??o de poluentes, de contaminantes em produtos qu?micos e melhorar a efici?ncia de processos industriais que v?o desde a produ??o de combust?veis e fertilizantes at? pl?sticos e medicamentos.

Hoje, os processos de combust?o, ou queima de combust?veis, s?o usados para queimar todas as misturas de combust?veis ? base de hidrocarbonetos para produzir calor, para alimentar caldeiras e termel?tricas, por exemplo.

Mas o uso de um catalisador permitiu enfrentar o desafio de queimar apenas uma subst?ncia presente no combust?vel, mas n?o as outras. "Ningu?m jamais havia demonstrado que ? poss?vel queimar um hidrocarboneto presente em baixas concentra??es, em misturas com outros," disse o professor Aditya Bhan, da Universidade de Minnesota, nos EUA.

O catalisador ? o ?xido de bismuto (Bi₂O₃), que apresenta um diferencial ?nico: Ele fornece seu pr?prio oxig?nio durante a combust?o, em vez de usar oxig?nio de uma fonte externa, em um processo chamado de circuito qu?mico.

"Conseguimos retirar o oxig?nio do catalisador e coloc?-lo de volta v?rias vezes, onde o catalisador muda ligeiramente, mas sua reatividade n?o ? impactada. Operar neste modo de circuito qu?mico evita preocupa??es com inflamabilidade," disse Matthew Jacob, membro da equipe.

Queima seletiva

Usando o catalisador - uma subst?ncia que acelera uma rea??o qu?mica - os pesquisadores conseguiram queimar seletivamente subst?ncias espec?ficas presentes em uma mistura de combust?veis.

Por exemplo, eles queimaram at? mesmo pequenas quantidades de acetileno em misturas com etileno. A remo??o do acetileno ? um processo crucial para evitar o envenenamento dos catalisadores de polimeriza??o, o que ? vital para a produ??o de pl?sticos de polietileno, um mercado que excede 120 milh?es de toneladas anualmente.

Tradicionalmente, eliminar pequenas concentra??es de subst?ncias contaminantes em um produto principal ? muito desafiador e consome muita energia, e este novo m?todo pode fornecer uma alternativa mais eficiente e menos poluente.

"Voc? quer fazer esse processo seletivamente. Remover acetileno e outros contaminantes de hidrocarbonetos tra?os dessa maneira pode ser mais eficiente em termos de energia," disse o professor Matthew Neurock. "Voc? s? quer ser capaz de entrar em uma mistura de gases para remover algumas mol?culas, sem tocar no resto das mol?culas."

Os pesquisadores afirmam que o impacto a longo prazo desta inova??o dever? ser alto porque catalisadores s?o usados em praticamente tudo que tocamos na sociedade moderna. Entender como as mol?culas queimam - e n?o queimam - nas superf?cies dos catalisadores pode tornar a produ??o desses materiais mais eficiente.

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