Uma equipe de pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) nos EUA, desenvolveram uma abordagem para controlar as emissões de metano usando um tipo comum e barato de argila chamado zeólito.
A abordagem descrita no ACS Environment Au, envolve o tratamento de argilas zeólitas com uma pequena quantidade de cobre, tornando-a eficaz na absorção de metano do ar, mesmo em concentrações muito baixas.
A coautora do artigo, Desiree Plata, professora associada de Engenharia Civil e Ambiental, disse que, embora muitas pessoas associem o metano atmosférico à perfuração e fraturamento de petróleo e gás natural, essas fontes representam apenas cerca de 18% das emissões globais de metano.
A maioria vem de fontes como agricultura de corte e queima, pecuária leiteira, mineração de carvão e minério, pântanos e derretimento da camada congelada do subsolo da crosta terrestre, conhecida como permafrost.
A zeólita é tão barata que atualmente é usada para fazer areia para gatos. Em testes de laboratório, partículas minúsculas do material zeólito reforçado com cobre foram embaladas em um tubo de reação.
Após isso, a equipe aqueceu esse material pelo lado de fora, com isso, os níveis de metano passaram a variar de apenas duas partes por milhão a até 2% de concentração fluindo através do tubo.
Essa faixa cobre tudo o que pode existir na atmosfera, disse a equipe, até níveis subinflamáveis que não podem ser queimados ou queimados diretamente.
Plata também disse que o processo desenvolvido pela sua equipe tem várias vantagens sobre outras abordagens para remover o metano do ar.
Outros métodos normalmente usam catalisadores caros, como platina ou paládio e requerem altas temperaturas de pelo menos 600 °C e ciclos complexos entre correntes ricas em metano e ricas em oxigênio.
Isso torna os dispositivos mais complicados e arriscados, pois o metano e o oxigênio são altamente combustíveis por conta própria e em combinação.
Segundo os pesquisadores, o novo processo tem eficácia máxima em cerca de 300 °C e também pode funcionar em concentrações de metano mais baixas do que outros métodos podem abordar, mesmo em pequenas frações de 1%.
O método converte o metano em dióxido de carbono, que muitas pessoas veriam negativamente devido aos esforços mundiais para reduzir as emissões de CO2, disse Plata.
Mas, ela aponta que o dióxido de carbono é muito menos impactante na atmosfera do que o metano, que é cerca de 80 vezes mais forte como gás de efeito estufa nos primeiros 20 anos e cerca de 25 vezes mais forte no primeiro século.
Isso decorre do fato de que o metano se transforma em dióxido de carbono ao longo do tempo na atmosfera.
Ao acelerar o processo, os pesquisadores disseram que o método reduziria "drasticamente" o impacto climático de curto prazo.
E que mesmo converter metade do metano da atmosfera em CO2 aumentaria os níveis deste último em menos de uma parte por milhão, cerca de 0,2% do CO2 atmosférico de hoje, economizando cerca de 16% do aquecimento radiativo total.
Segundo a equipe, a localização ideal dos sistemas, seria em locais com uma fonte concentrada de metano, como celeiros de laticínios e minas de carvão.
Estes já tendem a ter sistemas de tratamento de ar, uma vez que o acúmulo de metano pode ser um risco à segurança. Plata também afirma que adaptar a tecnologia a locais específicos deve ser relativamente simples.
No entanto, grandes volumes de gás não fluem facilmente pela argila, então os próximos passos da equipe se concentrarão em formas de estruturar o material argiloso em uma configuração hierárquica e em várias escalas para auxiliar o fluxo de ar.
"Precisamos de novas tecnologias para oxidar o metano em concentrações abaixo daquelas usadas em flares e oxidantes térmicos", disse Rob Jackson, professor de sistemas de ciências da terra da Universidade de Stanford.
Não existe hoje uma tecnologia econômica para oxidar o metano em concentrações abaixo de cerca de 2.000 partes por milhão.
"Muitas questões permanecem para dimensionar este e todos os trabalhos semelhantes: com que rapidez o catalisador falhará em condições de campo? Podemos obter as temperaturas necessárias mais próximas das condições ambientais? Quão escalonáveis serão essas tecnologias ao processar grandes volumes de ar?", acrecentou.
Uma vantagem deste novo sistema é que o processo químico envolvido libera calor. Ao oxidar cataliticamente o metano, o processo é efetivamente uma forma de combustão sem chama.
Se a concentração de metano estiver acima de 0,5%, o calor liberado é maior que o calor usado para iniciar o processo, e isso poderia ser usado para gerar eletricidade.
Os cálculos da equipe sugerem que nas minas de carvão, o calor poderia gerar eletricidade em "escala de usina", então o dispositivo "se paga".
A equipe recebeu uma doação de US$ 2 milhões do Departamento de Energia dos EUA, que agora usará para demonstrar uma prova de conceito e, finalmente, fabricar mais dispositivos que possam ser compatíveis com os sistemas de tratamento de ar existentes.
Via: The Engineer
