Para atender à necessidade urgente de mitigar a crescente concentração de dióxido de carbono (CO₂) na atmosfera, um dos principais responsáveis pelo aquecimento global e pelas alterações climáticas, surge o projeto eMetCO2. Este projeto, que conta com a participação da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), pretende desenvolver uma tecnologia inovadora e energeticamente eficiente para a conversão de CO₂ em e-metanol, um combustível e produto químico versátil com inúmeras aplicações energéticas e industriais.
A solução passa pela redução eletroquímica do CO2 (eCO₂R), a qual oferece uma alternativa sustentável para a captura, utilização e armazenamento de carbono. A ausência de eletrolisadores eficientes para a eCO₂R, capazes de oferecer alta taxa de conversão e estabilidade a longo prazo, representa um desafio significativo à sua implementação. O projeto eMetCO2 pretende superar esta limitação por meio do desenvolvimento de um eletrolisador com um design inovador e eletrocatalisadores de última geração.
Através da equipa liderada por Francisca Moreira, investigadora do Laboratório de Processos de Separação e Reação – Laboratório de Catálise e Materiais (LSRE-LCM) do Departamento de Engenharia Química e Biológica, a FEUP é responsável pela linha de investigação relacionada com o “desenvolvimento, caracterização e otimização de um sistema eNETmix”.
Na prática, será desenvolvido e caracterizado um eletrolisador inovador baseado no misturador estático NETmix, com o auxílio de simulações avançadas de Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD). Simultaneamente, será desenvolvido um protótipo à escala laboratorial nas instalações do laboratório colaborativo Net4CO2, integrando o novo eletrolisador, no qual serão realizados ensaios de otimização da eCO₂R em e-metanol.
Para a investigadora, este projeto pretende acelerar a implementação desta solução no mercado. “A eCO₂R encontra-se, atualmente, num nível de prontidão tecnológica (TRL) baixo e requer avanços significativos na inovação do design de reatores e no desenvolvimento de eletrocatalisadores de última geração. Esta tecnologia será desenvolvida à escala laboratorial sob condições relevantes para uma aplicação industrial subsequente, com o objetivo de aumentar o TRL da tecnologia de 2 para 5 e atrair interesse comercial.”
A par de Francisca Moreira, a equipa do LSRE-LCM conta com o contributo dos investigadores Ricardo Santos, Tânia Silva e Vítor Vilar. “A integração do LSRE-LCM e da FEUP neste projeto inovador proporciona acesso a redes de colaboração internacionais, reunindo conhecimentos complementares e especializados em áreas distintas, o que impulsiona o desenvolvimento de soluções verdadeiramente inovadoras e de impacto global. Para além disso, a participação num projeto desta relevância aumenta o prestígio e a visibilidade do laboratório e da faculdade, consolidando a sua posição como referência de excelência no campo da investigação científica e tecnológica”.
Colaboração entre a FEUP e o Net4CO2
Nascido da colaboração contínua entre a FEUP e o coordenador do projeto, o laboratório colaborativo Net4CO2, o qual está instalado no Parque de Ciência e Tecnologia da Universidade do Porto (UPTEC), este projeto resulta de uma parceria que tem promovido uma forte sinergia entre investigação fundamental e aplicada, unindo o avanço científico a soluções com maior aplicabilidade industrial.
Para atingir os seus objetivos gerais, o projeto eMetCO2 é apoiado por uma equipa colaborativa, transnacional e interdisciplinar com capacidades reconhecidas e experiência em eletroquímica, eletrocatálise, ciência dos materiais, química, dinâmica de fluidos e engenharia, provenientes da academia e da indústria de três países diferentes: Portugal, Espanha e Estónia.
A representar Portugal estão os supracitados FEUP e Net4CO2, assim como o parceiro industrial Ria Stone. De Espanha vêm as contribuições das universidades de Alicante e da Cantábria, e da Estónia vem o contributo da Universidade de Tartu. A liderança dos seis pacotes de trabalho que definem o projeto eMetCO2 é distribuída por estas entidades.