Um spin-off de um instituto de pesquisa espanhol desenvolveu uma estrutura metal-orgânica (MOF) que pode capturar dióxido de carbono à temperatura ambiente, atraindo o interesse de um dos maiores produtores de vinho do país. Em uma única etapa, esse material purifica o dióxido de carbono capturado para a qualidade do nível de alimentos, liderando a famosa Familia Torres Winery para montar uma planta piloto usando o MOF para capturar dióxido de carbono liberado por levedura durante a fermentação.
“É um MOF interessante e um aplicativo interessante”, diz Omar Yaghium pioneiro desses materiais porosos específicos. Embora algumas etapas e características sintéticos sejam semelhantes a outros MOFs, ‘seu tamanho de poro adiciona uma vantagem para um coto2 encadernação … proporcionando métodos de fabricação responsáveis ’. A incorporação do material reduz imediatamente as emissões associadas à fermentação, o que aumentará o interesse em indústrias como fabricação de vinificação, acrescenta ele.
“A estrutura metal -orgânica foi criada no ICIQ em Tarragona, depois a patente protegida e explorada por nossa empresa”, explica Stefano GiancolaDiretor de Tecnologia da Orquestra Spin-off Scientific. Entre outras vantagens, “nossos materiais mantêm alta capacidade de adsorção à temperatura ambiente e é facilmente regenerada”, diz ele. O material é um MOF quiral, à base de cobre, facilmente sintetizado pela mistura de sais de cobre de baixo custo com o aminoácido L-histidina. A reação produz uma rede de canais que adsorvem seletivamente dióxido de carbono. Com apenas uma bomba de vácuo e sem aquecimento, o dióxido de carbono pode ser recuperado do MOF como um produto quimicamente puro, perfeito para aplicações em agricultura, embalagem de alimentos e bebidas, entre outros. ‘E é um custo muito baixo, abaixo de € 40 (£ 34) por tonelada de CO2que é aproximadamente metade do preço dos concorrentes ‘, acrescenta Giancola.
A vinícola ‘já havia desenvolvido um sistema de captura de carbono, operacional desde 2021 (que), embora eficaz, tinha limitações em termos de escalabilidade e eficiência’, explica o gerente de mudança climática de Familia Torres, Josep María Ribas. Este MOF ‘oferece várias vantagens’, diz ele. ‘(Ele) melhorou a eficiência energética, reduzindo os custos operacionais, escalabilidade e CO2 pureza, desbloqueando aplicações mais amplas na vinícola.
A principal aplicação de dióxido de carbono nas vinícolas é a preservação, como uma bolsa protetora de gás inerte dentro dos tanques para evitar a oxidação. Antes, a Familia Torres comprou dióxido de carbono de fornecedores comerciais por cerca de € 1500 por tonelada. Graças à captura de carbono, “as vinícolas reduzem sua dependência de fontes externas, tornando as operações mais sustentáveis e econômicas”, diz Ribas. Até agora, o MOF baseado Os sistemas de captura de carbono cortaram os custos de compra de dióxido de carbono ao meio. E embora o objetivo seja se tornar auto-suficiente, a vinícola sonha com um excedente de dióxido de carbono. “Poderíamos armazenar, vendê -lo e transformá -lo”, diz Ribas. “Além disso, poderíamos produzir alguns tipos de vinhos brilhantes!”
“A maioria dos MOFs é altamente sensível à água, o que limita a escalabilidade dos métodos sintéticos”, explica O funcionárioum especialista em captura e utilização de carbono no Instituto de Tecnologia de Massachusetts nos EUA. No entanto, esse MOF é feito com um ‘processo aquoso incomum, ambientalmente benigno e facilmente adaptável às escalas industriais’, acrescenta ele. “O processo de purificação de uma etapa atinge mais de 99,9% em pureza, sem balanço de temperatura (que) é comercialmente atraente para fluxos com baixas concentrações de dióxido de carbono”, acrescenta Obi. Yaghi prevê oportunidades de captura de carbono na geração de energia como o nível de dióxido de carbono nos gases residuais de fermentação é muito semelhante aos gases de combustão nas usinas de energia.
No entanto, “embora a capacidade de adsorção seja realmente um parâmetro importante, não é o único a considerar na viabilidade industrial das estruturas metal -orgânicas”, diz Leah Matsinhaum cientista MOF experiente que trabalha em partículas prometidas no Reino Unido. Outras métricas de desempenho desempenham um papel importante, a saber, seletividade, robustez química e mecânica e resiliência. “O candidato ideal pode variar dependendo das necessidades de descarbonização”, acrescenta ela. “A falta de fabricação escalável … historicamente impediu a adoção industrial”, continua Matsinha. “É fantástico ver Familia Torres colaborando nesta demonstração piloto, e esperamos ver outras vinícolas e cervejarias seguindo em seu lugar.”