Reciclagem de CO2 Para Alcançar Uma Sociedade Neutra em Carbono

Minha especialidade é química de polímeros. Quando eu estava no Kyoto Institute of Technology, trabalhei como professor assistente no laboratório do professor emérito Yoshiharu Kimura para estudar o ácido polilático (PLA), um polímero biodegradável derivado de plantas. Desde então, tenho usado os instrumentos analíticos da Shimadzu (Calorímetro Diferencial de Varredura (DSC), Cromatógrafo Líquido-Espectrômetro de Massa (LC-MS), Microscópio de Varredura de Sonda (SPM), etc.). Atualmente, estamos desenvolvendo plásticos feitos de CO₂ e materiais de biomassa que podem ser reciclados várias vezes e se decompõem no ambiente natural. Os plásticos em desenvolvimento possuem três características que são boas para o meio ambiente. Primeiro, eles podem ser processados sob pressão próximo à temperatura ambiente, o que reduz o consumo de energia durante o processo de moldagem e, portanto, reduz as emissões de CO_2. Em segundo lugar, por serem feitos de CO₂ e materiais de biomassa, aborda o problema do esgotamento do petróleo. Em terceiro lugar, ao contrário dos plásticos convencionais, eles podem ser moldados sem aquecimento, o que significa que não são pirolisados, tornando-os infinitamente recicláveis. Os plásticos convencionais se degradam devido à decomposição térmica durante a reciclagem de materiais, mas espera-se que os plásticos que estamos desenvolvendo atualmente se tornem plásticos de próxima geração que possam ser facilmente reciclados. Em nosso projeto de pesquisa e desenvolvimento, o testador de fluxo da Shimadzu é usado para avaliar o fluxo de baixa temperatura dos plásticos, e um sistema de cromatografia de permeação em gel (GPC) é usado para medir seus pesos moleculares. Além disso, estamos desenvolvendo uma tecnologia de captura e utilização de CO₂ que separa seletivamente o CO₂ contido nos gases de exaustão das usinas termelétricas. Tenho conduzido esta pesquisa sobre a questão do CO₂ desde que entrei para o Instituto de Pesquisa de Tecnologia Inovadora para a Terra (RITE). Como usar o CO₂ separado é essencial para alcançar a meta de alcançar uma sociedade neutra em carbono até 2050. Atualmente, estamos realizando pesquisas para converter o CO₂ separado e recuperado em matérias-primas para plásticos e cimento, como mencionei anteriormente.

Atualmente, estamos trabalhando com a indústria e a academia para desenvolver tecnologia para reciclar o CO₂ emitido pelas fábricas de cimento, com o objetivo de implementá-lo na sociedade até 2030. A indústria do cimento é a terceira maior fonte de emissões de CO₂ no Japão depois de usinas termelétricas e siderurgia. Para resolver isso, estamos realizando pesquisas para reduzir as emissões e usar o CO₂ de forma eficaz na produção de cimento.

Neste projeto, o CO₂ gerado durante a produção de cimento é separado como íons carbonato em uma solução aquosa e combinado com Ca2+ extraído de resíduos contendo Ca para formar carbonato de cálcio. Isso é usado novamente como matéria-prima para o cimento. No processo convencional de captura de CO₂, que utiliza uma solução aquosa alcalina, é necessária uma enorme quantidade de energia quando o CO₂ separado é recuperado da solução aquosa por aquecimento. Em nosso processo, o CO₂ é usado diretamente sem ser recuperado, portanto, requer muito pouca energia. O processo também é caracterizado por sua alta eficiência e taxa de recuperação. O Cromatógrafo a Gás (GC) da Shimadzu é usado para determinar a eficiência de separação do CO₂ no gás de exaustão, e um analisador de Carbono Orgânico Total (TOC) é usado para determinar o CO₂ em solução. Agora estamos preparando uma demonstração piloto da tecnologia.