Como tirar o hidrogênio das cascas de banana

 

O resultado é um aumento maciço nas emissões de gases de efeito estufa com efeitos ambientais severamente adversos. Para resolver isso, os cientistas têm procurado fontes alternativas e renováveis de energia. Agora, pesquisadores da Ecole Polytechnique Federale de Lausanne descobriram uma maneira de obter hidrogênio da "biomassa" da casca de banana.

 

A biomassa absorve, remove e armazena Co² da atmosfera, enquanto a decomposição da biomassa também pode nos trazer formas de emissões negativas ou remoção de gases de efeito estufa. Mas mesmo que a biomassa indique um caminho a seguir, ainda há a questão da melhor maneira de maximizar sua conversão em energia.

 

Gaseificação de biomassa

 

Existem atualmente dois métodos principais para converter biomassa em energia: gaseificação e pirólise. A gaseificação coloca a biomassa sólida ou líquida em temperaturas em torno de 1000°C, convertendo-a em gases e compostos sólidos; o gás é chamado de “syngas” enquanto o sólido é “biochar”.

 

Syngas é uma mistura de hidrogênio, metano, monóxido de carbono e outros hidrocarbonetos, e esses são os que são usados como “biocombustível” para gerar energia. Por outro lado, o biochar é frequentemente considerado como um resíduo sólido de carbono, embora possa ser usado em aplicações agrícolas.

 

Pirólise de biomassa

 

O outro método, pirólise de biomassa, é semelhante à gaseificação, exceto que a biomassa é aquecida a temperaturas mais baixas, entre 400-800°C e a pressões de até 5 bar em atmosfera inerte. Existem três tipos de pirólise: pirólise convencional, rápida e flash. De todos os três, os dois primeiros levam mais tempo e têm a maior produção de char.

 

A pirólise flash ocorre a 600°C e produz mais gás de síntese e tem o menor tempo de residência. Infelizmente, também precisa de reatores especializados que possam lidar com altas temperaturas e pressões.

 

Banana split para produção de hidrogênio

 

Agora, cientistas liderados pelo professor Hubert Girault da Escola de Ciências Básicas da EPFL desenvolveram um novo método para fotopirólise de biomassa que produz não apenas gás de síntese valioso, mas também um biocarvão de carbono sólido que pode ser reaproveitado em outras aplicações. O trabalho é publicado na Chemical Science .

 

O método realiza pirólise de luz de flash usando uma lâmpada de xenônio, comumente usada para curar tintas metálicas para eletrônicos impressos. O grupo de Girault também tem usado o sistema nos últimos anos para outros fins, como a síntese de nanopartículas.

 

A luz branca do flash da lâmpada fornece uma fonte de energia de alta potência, bem como pulsos curtos que promovem reações químicas fototérmicas. A ideia é gerar um poderoso flash de luz, que a biomassa absorve e que instantaneamente desencadeia uma conversão fototérmica da biomassa em syngas e biochar.

 

Essa técnica de flashing foi usada em diferentes fontes de biomassa: cascas de banana, espigas de milho, cascas de laranja, grãos de café e cascas de coco, todas inicialmente secas a 105°C por 24 horas e depois moídas e peneiradas até obter um pó fino. O pó foi então colocado em um reator de aço inoxidável com uma janela de vidro padrão à pressão ambiente e sob uma atmosfera inerte. A lâmpada de xenônio pisca e todo o processo de conversão termina em poucos milissegundos.

 

“Cada kg de biomassa seca pode gerar cerca de 100 litros de hidrogênio e 330g de biochar, o que representa até 33% em peso da massa original da casca de banana seca”, diz Bhawna Nagar, que trabalhou no estudo. O método também teve um resultado energético calculado positivo de 4,09 MJ·por kg de biomassa seca.

 

O que se destaca neste método é que ambos os seus produtos finais, hidrogênio e biocarvão de carbono sólido, são valiosos. O hidrogênio pode ser usado como combustível verde, enquanto o biocarvão de carbono pode ser enterrado e usado como fertilizante ou pode ser usado para fabricar eletrodos condutores.

 

“A relevância do nosso trabalho é ainda maior pelo fato de estarmos capturando indiretamente estoques de CO 2 da atmosfera há anos”, diz Nagar. “Nós convertemos isso em produtos finais úteis em pouco tempo usando uma lâmpada de flash de xenônio.

 

Outros contribuidores:Instituto de Engenharia de Sistemas, HES-SO Valais-Wallis

Fonte: EPFL (China) em 26-01-2022 por Nik Papageorgiou <https://actu.epfl.ch/search/mediacom/en>