Reciclagem criativa como fator de transformação climática: Pesquisadores da TU Wien produziram um nanocatalisador a partir de baterias antigas e restos de papel alumínio, que pode ser usado para converter CO2 do ar em metano.
O descarte de baterias é um grave problema ambiental: contém substâncias que representam riscos tanto para a saúde humana quanto para os ecossistemas. Ao mesmo tempo, também contém materiais valiosos como o níquel, que precisamos urgentemente – por exemplo, para a produção de novas baterias. Portanto, métodos mais eficientes de reciclagem de baterias são imprescindíveis.
Pesquisadores da TU Wien desenvolveram um processo para recuperar níquel de baterias de níquel-hidreto metálico usadas. Mas não é só isso: a partir desses resíduos de baterias e de papel alumínio usado, como o de cozinhas, eles conseguiram produzir um nanocatalisador que converte CO2 do ar em metano. Essa abordagem reduz o desperdício e, ao mesmo tempo, produz um combustível neutro em carbono.
“As baterias modernas, como as de níquel-hidreto metálico (Ni-MH) e as de íon-lítio, são compostas por diversos componentes, o que torna os processos de reciclagem e recuperação tecnologicamente complexos”, afirma o Prof. Günther Rupprechter, do Instituto de Química de Materiais da TU Wien, chefe do projeto de pesquisa. “O descarte inadequado pode causar vazamentos químicos, incêndios e poluição ambiental.”
A recuperação de níquel de baterias Ni-MH usadas também é de grande importância econômica: na UE, baterias antigas e resíduos da produção de baterias poderiam fornecer aproximadamente 16% do níquel necessário até 2030, o que é suficiente para equipar de 1,3 a 2,4 milhões de veículos elétricos (VEs) anualmente.
Apesar desse potencial, as capacidades atuais de reciclagem na UE e no Reino Unido representam apenas cerca de um décimo do que será necessário até 2030. O investimento em infraestrutura de reciclagem é, portanto, essencial. "A reciclagem é um passo importante, mas um impacto ainda maior pode ser alcançado através da reciclagem do níquel em catalisadores capazes de produzir combustíveis", afirma o Dr. Qaisar Maqbool, autor principal do estudo.
A equipe extraiu níquel de baterias Ni-MH usadas e produziu óxido de alumínio a partir de folhas de alumínio usadas. Esses materiais foram então convertidos em um nanocatalisador de alto desempenho usando métodos ecologicamente corretos – baseados em princípios da química verde. "Nosso nanocatalisador consiste em 92 a 96% de óxido de alumínio e 4 a 8% de níquel, o que é ideal para converter o gás de efeito estufa CO2 em metano juntamente com hidrogênio", explica Günther Rupprechter. O processo não requer alta pressão nem altas temperaturas; o catalisador funciona à pressão atmosférica normal e a uma temperatura facilmente atingível de 250 °C.
Isso proporciona um método para converter CO2 em um combustível valioso de forma neutra em carbono: o metano desempenha um papel importante como vetor energético na indústria, por exemplo. "Agora queremos investigar como esse processo pode ser ampliado para aplicações tecnológicas", afirma o Prof. Günther Rupprechter. "Acreditamos que essa abordagem pode transformar a produção sustentável de combustíveis. Nossa abordagem oferece uma solução para o problema climático – e de uma forma que também ajuda a resolver um problema urgente de resíduos."
Muitos catalisadores se desativam com o tempo, seja por sofrerem alterações estruturais ou por se tornarem menos eficazes devido ao acúmulo de materiais estranhos. Essa desativação não foi observada neste estudo. Mesmo assim, foi importante para a equipe pensar em termos de ciclos fechados e considerar como o próprio catalisador poderia ser reciclado.
“Para fechar o ciclo de sustentabilidade, os catalisadores usados podem ser decompostos em seus componentes originais para reutilização”, afirma o Dr. Qaisar Maqbool. Isso garante que todo o processo permaneça ecologicamente correto e minimize a quantidade de resíduos.
Publicação original
Reciclagem de resíduos perigosos em catalisadores de Ni/α-Al2O3 de alto desempenho para metanação de CO2
Qaisar Maqbool, Hamilton Uchenna Aharanwa, Michael Stöger-Pollach, Günther Rupprechter Química Verde
Leia também
Aquecimento por célula de combustível em operação desde 2004 | Pugnalom
Pesquisadores da Empa visam descarbonizar processos de alta temperatura | Pugnalom
