Pesquisadores da Universidade de Chiba elucidam mecanismos de conversão de CO2 em metano com luz solar

Pesquisadores da Universidade de Chiba, no Japão, liderados pelo professor Yasuo Izumi, elucidaram os mecanismos de conversão de dióxido de carbono em metano com o uso de luz solar.

A pesquisa, publicada no Journal of the American Chemical Society, registrou taxa de até 10 milimoles de metano por grama de catalisador por hora.

As emissões globais de CO2 atingiram 37,8 gigatoneladas em 2024, segundo agências internacionais. Parte desse volume é absorvida por oceanos, solos e florestas, mas o excedente permanece na atmosfera.

O estudo empregou catalisadores Ru–Ni–ZrO2 e Ni–ZrO2 para separar os efeitos fotocatalíticos dos fototérmicos. Sem banho de resfriamento, o catalisador Ru–Ni–ZrO2 converteu CO2 em metano 2,7 vezes mais rápido que o Ni–ZrO2.

Os efeitos fototérmicos predominam nessas condições sem controle térmico. O CO2 se ativa com maior facilidade e se dissocia em monóxido de carbono e oxigênio.

Com controle rigoroso da temperatura, os processos fotocatalíticos assumem a dianteira no sistema. Espécies intermediárias se formam e facilitam a transformação do CO2 em metano.

A eficiência total depende do equilíbrio entre os dois mecanismos, que variam conforme temperatura e intensidade da luz. Os cientistas mapearam as condições ideais para cada efeito no processo.

Conforme detalhou o phys.org, a equipe planeja estender a abordagem para produção de compostos C2 e C3, além de álcoois. O próximo passo envolve o desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para aplicações industriais sustentáveis.