Estudo aponta os derivados de CO2 com maior potencial comercial

Cientistas ligados ao Centro de Pesquisa para Inovação em Gás da USP avaliaram 122 produtos e selecionaram três que se destacam pela viabilidade técnica, potencial de mercado e sustentabilidade

Agência FAPESP* – Estudo conduzido na Universidade de São Paulo (USP) apontou o dimetilcarbonato (DMC), o ácido acético e o dimetil éter (DME) como os três derivados de dióxido de carbono (CO2) com mais potencial para ser explorado pela indústria e em novas pesquisas.

O artigo é assinado por cientistas do Departamento de Engenharia Química da Escola Politécnica (Poli-USP) que integram o Centro de Pesquisa para Inovação em Gás (RCGI), um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) apoiado por FAPESP e Shell.

Segundo os autores, os três produtos apresentam grande vantagem ambiental. O dimetilcarbonato (DMC), por exemplo, é produzido hoje principalmente por rota convencional a partir de metanol e fosgênio, processo que apresenta diversos problemas, sendo o principal deles o uso do fosgênio. Trata-se de um gás extremamente tóxico e que gera como subproduto o ácido clorídrico – altamente corrosivo.

Entre as possíveis aplicações do DMC está a fabricação de policarbonato, um tipo de plástico capaz de substituir o vidro, normalmente gerado a partir da indústria petroquímica. O processo possibilitaria diminuir 1.730 toneladas de CO2 para cada 10 mil toneladas de policarbonato produzidas, porque utiliza dióxido de carbono como reagente na etapa de produção do DMC.

Já o gás dimetil éter (DME) tem como uma de suas possíveis aplicações a substituição do diesel como combustível, o que abriria um grande mercado. A questão do preço em comparação com os produtos do petróleo, no entanto, ainda precisa ser resolvida.

O terceiro produto, o ácido acético, é amplamente utilizado na indústria química como reagente. É o precursor do acetato de vinila, usado para fazer o PVA, outro tipo de plástico com numerosas aplicações, como em adesivos.

“Esses produtos têm uma projeção boa de crescimento na indústria, além de uma maturidade tecnológica intermediária”, disse o engenheiro químico e doutorando Kelvin André Pacheco, primeiro autor de artigo publicado no Journal of CO2 Utilization. “Tentamos desenvolver a nossa própria metodologia para fazer uma seleção um pouco mais rigorosa do que encontrávamos na literatura”, contou em entrevista à Assessoria de Comunicação do RCGI.

O grupo atua em uma área relativamente nova de estudos e desenvolvimento de processos, a da conversão do CO2 em outros produtos a partir de reações químicas, que começou a florescer a partir de 2013.

Os congressos e trabalhos da área passaram a tratar cada vez mais da captura e utilização de carbono – processo resumido pela sigla CCU (do inglês, carbon capture and utilization). O uso do dióxido de carbono sem conversão já é conhecido há mais tempo, com sua aplicação, por exemplo, em solventes, na produção de refrigerantes ou em estufa de plantas. Nos últimos anos, no entanto, tem crescido a pesquisa que busca a conversão química do CO2 em produtos com maior valor agregado.

“É a utilização do CO2 como matéria-prima: usar o que é um rejeito, um gás de efeito estufa, que traz todos os problemas ambientais que sabemos, e transformá-lo em algo útil”, explica a professora Rita Maria de Brito Alves, coautora do artigo e orientadora de Pacheco.

Os pesquisadores partiram de um universo inicial de 122 possíveis produtos, que foram submetidos a três etapas de seleção. Após a definição de critérios e das melhores ferramentas de análise multicritérios, passaram por uma avaliação na qual foram verificados itens como maturidade tecnológica do produto, taxa de utilização das moléculas do CO2 e a projeção de crescimento, incluindo preço.

Do grupo inicial de 122, foram selecionados em uma primeira triagem 23 e, depois, apenas oito. Entre esses oito, os pesquisadores definiram os três mais promissores.

Os pesquisadores também avaliaram os reagentes e demais substâncias necessárias, além do dióxido de carbono, para promover a reação que leva aos produtos. Muitos dos processos, por exemplo, passam pela reação química chamada hidrogenação, que precisa de hidrogênio para ser realizada.

O artigo Multi criteria decision analysis for screening carbon dioxide conversion products pode ser lido em www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2212982020310210.

* Com informações da Assessoria de Comunicação do RCGI.