Cientistas da Universidade de Chiba, no Japão, desenvolveram um novo material de carbono chamado viciazitos, que captura CO2 com mais eficiência e o libera em baixas temperaturas. O material utiliza grupos de nitrogênio organizados com precisão para reduzir custos de energia, podendo potencialmente operar com o calor residual industrial. Esse avanço pode tornar a captura de carbono em larga escala mais acessível.
Uma equipe liderada pelo professor associado Yasuhiro Yamada, da Escola de Pós-Graduação em Engenharia, e pelo professor associado Tomonori Ohba, da Escola de Pós-Graduação em Ciência da Universidade de Chiba, criou os viciazitos, materiais de carbono com funcionalidades adjacentes de nitrogênio controladas. Publicado na revista Carbon, o estudo detalha três versões: uma com grupos amina primários adjacentes (-NH2) com 76% de seletividade, outra com nitrogênio pirrólico adjacente com 82% e uma com nitrogênio piridínico adjacente com 60% de seletividade. Eles foram produzidos aquecendo coroneno, tratando com bromo e expondo a gás amônia, entre outros métodos, e depois aplicados em fibras de carbono ativado. Técnicas como espectroscopia de ressonância magnética nuclear e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X confirmaram os posicionamentos precisos do nitrogênio. Os testes mostraram que os viciazitos com -NH2 adjacente e nitrogênio pirrólico capturaram mais CO2 do que as fibras não tratadas, enquanto as versões piridínicas tiveram desempenho semelhante ao dos materiais padrão. O destaque é a dessorção em baixa temperatura: materiais com grupos -NH2 adjacentes liberam a maior parte do CO2 capturado abaixo de 60°C. 'A avaliação de desempenho revelou que, em materiais de carbono onde os grupos NH2 são introduzidos de forma adjacente, a maior parte do CO2 adsorvido dessorve em temperaturas abaixo de 60 °C. Ao combinar essa propriedade com o calor residual industrial, pode ser possível alcançar processos eficientes de captura de CO2 com custos operacionais substancialmente reduzidos', disse Yamada. As versões com nitrogênio pirrólico precisam de temperaturas mais altas, mas oferecem maior estabilidade. Yamada acrescentou: 'Este trabalho fornece caminhos validados para sintetizar materiais de carbono dopados com nitrogênio projetados, oferecendo o controle em nível molecular essencial para o desenvolvimento de tecnologias de captura de CO2 de próxima geração, econômicas e avançadas'. Os materiais também poderiam remover íons metálicos ou atuar como catalisadores. A pesquisa recebeu apoio da Fundação Mukai de Ciência e Tecnologia, do JSPS KAKENHI Grant JP24K01251 e do programa ARIM do MEXT.
