Nova técnica pode acelerar remoção de COÔéé da atmosfera e ser aplicada em larga escala, reduzindo custos em relação a tecnologias atuais
Pesquisadores da Universidade de Stanford anunciaram uma descoberta que pode revolucionar a captura e o sequestro de carbono da atmosfera, processo de remover o dióxido de carbono (CO₂) da atmosfera e armazená-lo em reservatórios. De acordo com um estudo publicado em Nature no dia 19 de fevereiro, a equipe desenvolveu um método inovador que utiliza calor para transformar minerais comuns em materiais altamente reativos, capazes de capturar e armazenar permanentemente dióxido de carbono (CO₂).
A técnica tem o potencial de ser amplamente escalável, pois os materiais reativos podem ser produzidos em fornos convencionais, semelhantes aos usados na fabricação de cimento.
“A Terra possui um suprimento inesgotável de minerais que podem remover CO₂ da atmosfera, mas eles reagem muito lentamente para compensar as emissões humanas”, explicou Matthew Kanan, professor de química da Universidade de Stanford e autor sênior do estudo. “Nosso trabalho resolve esse problema de forma escalável.”
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O processo desenvolvido pelos pesquisadores aprimora um fenômeno natural chamado intemperismo, no qual minerais silicatados reagem com água e CO₂ atmosférico ao longo de séculos ou milênios, formando compostos estáveis de carbonato. A inovação da equipe de Stanford, liderada pelo pós-doutorando, Yuxuan Chen, acelera drasticamente essa reação.
Chen explicou que o método ativa minerais silicatados inertes por meio de uma reação simples de troca iônica. “Não esperávamos que funcionasse tão bem quanto funcionou”, completou.
A técnica se destaca frente às abordagens convencionais de captura de carbono, como os sistemas de Direct Air Capture (DAC), que exigem grandes quantidades de energia para extrair CO₂ da atmosfera. Segundo Kanan, o novo método requer menos da metade da energia consumida pelos principais sistemas de DAC, tornando-se uma alternativa competitiva em termos de custo e viabilidade.
A descoberta foi inspirada no processo tradicional de fabricação de cimento. Normalmente, a produção de cimento envolve o aquecimento de calcário em fornos a 1.400°C para obter óxido de cálcio, que depois é combinado com areia para formar um componente essencial do cimento.
No laboratório de Stanford, os pesquisadores substituíram a areia por um mineral rico em magnésio e silicatos. Durante o aquecimento, esses minerais trocaram íons e se transformaram em óxido de magnésio e silicato de cálcio – ambos altamente reativos com CO₂ atmosférico.
“O processo age como um multiplicador”, explicou Kanan. “Você começa com um mineral reativo, o óxido de cálcio, e um silicato de magnésio inerte. O resultado são dois minerais altamente reativos.”
Os testes demonstraram que, ao serem expostos a água e CO₂ puro, os novos compostos capturaram carbono em questão de horas. Mesmo em contato direto com o ar, que contém uma concentração muito menor de CO₂, a conversão ocorreu em semanas ou meses – ainda milhares de vezes mais rápido do que o intemperismo natural.
O estudo sugere que a técnica pode ser aplicada em grande escala espalhando óxido de magnésio e silicato de cálcio em vastas áreas terrestres. Além disso, a equipe de Stanford está testando a adição desses minerais ao solo agrícola, onde eles poderiam aumentar a produtividade das plantações enquanto removem carbono da atmosfera.
“Nosso produto poderia substituir a prática do liming, que consiste em adicionar carbonato de cálcio ao solo para corrigir a acidez”, disse Kanan. “Além disso, o silicato de cálcio libera silício no solo, um nutriente benéfico para o crescimento das plantas. Assim, os agricultores poderiam pagar por esses minerais devido aos seus benefícios agrícolas, com o bônus da remoção de carbono.”
Atualmente, o laboratório de Stanford produz cerca de 15 kg do material por semana. No entanto, para que a tecnologia tenha um impacto significativo na redução das emissões globais, seria necessário fabricar milhões de toneladas anualmente.
“O mundo gera mais de 400 milhões de toneladas de rejeitos de mineração com silicatos adequados para esse processo todos os anos”, destacou Chen. “Além disso, há reservas estimadas de mais de 100 mil gigatoneladas de olivina e serpentinito na Terra, mais do que suficiente para remover permanentemente todo o CO₂ já emitido pela humanidade.”
Ao contabilizar as emissões associadas ao uso de combustíveis fósseis ou biocombustíveis nos fornos, os pesquisadores estimam que cada tonelada do novo material poderia capturar cerca de uma tonelada de CO₂ da atmosfera. Em 2024, as emissões globais de CO₂ provenientes de combustíveis fósseis ultrapassaram 37 bilhões de toneladas, tornando tecnologias de remoção de carbono cada vez mais urgentes.
Para viabilizar a produção em larga escala, Kanan está colaborando com Jonathan Fan, professor associado de engenharia elétrica em Stanford, no desenvolvimento de fornos movidos a eletricidade em vez de combustíveis fósseis.
“A sociedade já sabe como fabricar bilhões de toneladas de cimento por ano, e os fornos de cimento operam por décadas”, concluiu Kanan. “Se aproveitarmos esse conhecimento e infraestrutura, há um caminho claro para transformar essa descoberta laboratorial em uma solução real para a remoção de carbono em grande escala.”
A pesquisa foi financiada pelo Sustainability Accelerator da Escola de Sustentabilidade Doerr, de Stanford.
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