Cientistas brasileiros conseguiram converter metano em metanol usando luz solar

Cientistas desenvolvem um catalisador que utiliza a luz solar para transformar metano em metanol, podendo ser um grande passo para a transição de energias limpas e renováveis.

Um grupo de cientistas brasileiros conseguiu converter metano em metanol utilizando luz solar e metais de transição dispersos, como o cobre, em um processo chamado de foto-oxidação. O trabalho foi publicado na revista científica Chemical Communications e, de acordo com o artigo, foi o melhor desempenho encontrado até então para a conversão do metano em metanol, isto é, gás para líquido, em condição ambiente de temperatura e pressão -25ºC e 1 bar, respectivamente.

Metanol pode ser utilizado para a produção de biodiesel

O resultado do trabalho dos cientistas com auxílio da luz solar é um passo essencial para o aproveitamento do gás natural, podendo tornar viável esta fonte de energia para a geração de combustíveis no futuro, sendo uma grande alternativa ao diesel e à gasolina.

Apesar de ser considerado fóssil, a conversão do gás natural em metanol gera menos dióxido de carbono (CO₂) quando comparado a outros tipos de combustíveis líquidos dessa categoria.

No mercado brasileiro, o metanol possui papel crucial para a geração de biodiesel e para a indústria química, sendo utilizado como insumo para sintetizar vários produtos químicos. Além disso, a captura de metano da atmosfera tem papel importante para reduzir os efeitos das mudanças climáticas, tendo em vista que esse gás possui 25 vezes mais o potencial para contribuir com o aquecimento global que o CO₂, por exemplo.

De acordo com o doutorando do Departamento de Química da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), Marcos da Silva, há no meio científico um grande debate sobre a quantidade de reservas de metano existentes no mundo inteiro.

A estimativa é que elas tenham o dobro do potencial energético se comparado com os demais combustíveis fósseis do mundo. Na transição para as energias limpas, será possível contar com o metanol em algum momento. 

Novas pesquisas com uso da luz solar e metanol podem surgir após sucesso dos brasileiros

O estudo dos cientistas contou com o apoio da FAPESP através de dois projetos e também do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoa de Nível Superior (Capes).

Para o professor da UFSCar, Ivo Freitas Teixeira, orientador de Silva, uma das inovações da pesquisa sobre metanol foi o fotocalisador, podendo oxidar uma única etapa o metano em metanol. Na indústria química, esta transformação acontece por meio da produção de hidrogênio e CO₂ realizada em pelo menos duas etapas e com condições de temperatura e pressão muito grandes.

Conseguir fazer este feito em condições mais simples, gastando menos energia e obtendo metanol por meio da luz solar é um grande avanço. De acordo com o professor, o resultado abre caminho para que novas pesquisas busquem utilizar a energia solar como o promotor deste processo, mitigando ainda mais o impacto ambiental.

Passo a passo como o metano foi transformado em metanol

Em laboratório, os cientistas brasileiros sintetizaram nitretos de carbono cristalino (PHI) com metais de transição não abundantes ou nobres, principalmente cobre, gerando fotocatalisadores ativos de luz solar.

Esses fotocatalisadores foram empregados em reações de oxidação de metano utilizando peróxido de hidrogênio como iniciador. O catalisador dos cientistas gerou enormes quantidades de produtos líquidos oxigenados, principalmente metanol, em um período de quatro horas.

Segundo Teixeira, foi descoberto qual seria o melhor catalisador e outras condições essenciais para a geração química, como o uso de muita água e apenas um pouco de peróxido de hidrogênio, que é um agente oxidante. Agora, os próximos avanços serão para entender um pouco mais os sítios ativos de cobre no material.