Um subproduto pegajoso e tóxico que há muito tempo aflige a produção de energia renovável pode em breve se tornar um recurso valioso, de acordo com uma nova revisão publicada na Biochar.
Quando biomassa, como resíduos de culturas, madeira ou outro material orgânico, é aquecida para produzir energia limpa e biochar, também gera um líquido espesso conhecido como bio-tar. Este alcatrão entope facilmente tubos, danifica equipamentos e representa riscos ambientais se liberado na atmosfera. Por décadas, os pesquisadores buscaram maneiras de eliminá-lo ou neutralizá-lo.
Agora, uma equipe liderada por cientistas da Academia Chinesa de Ciências Agrícolas argumenta que, em vez de ser tratado como um resíduo, o bio-tar pode ser convertido em “bio-carbono” — um material inovador com aplicações que vão desde a purificação de água até o armazenamento de energia limpa.
“Nossa revisão destaca como transformar o bio-tar em bio-carbono não apenas resolve um problema técnico para a indústria de bioenergia, mas também abre as portas para a produção de materiais avançados de carbono com alto valor econômico,” disse o autor sênior Dr. Zonglu Yao.
A revisão examina como reações químicas dentro do bio-tar, particularmente aquelas envolvendo compostos ricos em oxigênio, como carbonilas e furano, promovem naturalmente a polimerização — processos em que pequenas moléculas se ligam para formar estruturas de carbono maiores e mais estáveis. Ao ajustar cuidadosamente a temperatura, o tempo de reação e os aditivos, os pesquisadores podem aproveitar esse processo para produzir bio-carbono com propriedades personalizadas.
O material resultante, observam os autores, é distinto do biochar comum. O bio-carbono normalmente apresenta maior teor de carbono, menor quantidade de cinzas e características estruturais únicas que o tornam especialmente adequado para usos avançados. Estudos iniciais sugerem que o bio-carbono poderia servir como:
- Adsorventes para limpar água e ar poluídos, capturando metais pesados e contaminantes orgânicos.
- Materiais de eletrodos para supercapacitores de próxima geração, essenciais para o armazenamento de energia renovável.
- Catalisadores que aceleram reações químicas industriais de maneira mais sustentável do que opções tradicionais à base de combustíveis fósseis.
- Combustíveis limpos que produzem menores emissões de óxidos de nitrogênio e enxofre nocivos.
É importante ressaltar que avaliações econômicas e de ciclo de vida recentes sugerem que converter bio-tar em bio-carbono pode proporcionar benefícios líquidos positivos em termos de energia, finanças e meio ambiente. Por exemplo, substituir carvão por combustíveis de bio-carbono poderia reduzir as emissões de dióxido de carbono em centenas de milhões de toneladas anualmente, ao mesmo tempo que gera lucros para plantas de processamento de biomassa.
Ainda assim, desafios permanecem. A complexidade química do bio-tar torna difícil controlar completamente o processo de polimerização, e a produção em grande escala ainda não foi alcançada. Os autores recomendam combinar experimentos de laboratório com simulações computacionais e aprendizado de máquina para otimizar os caminhos de reação e projetar bio-carbono com funções específicas.
“A polimerização do bio-tar não diz respeito apenas ao tratamento de resíduos — representa uma nova fronteira para a criação de materiais de carbono sustentáveis,” disse a autora principal Yuxuan Sun. “Com mais pesquisas, essa abordagem pode melhorar significativamente a eficiência dos sistemas de energia da biomassa, ao mesmo tempo que fornece novas ferramentas para proteção ambiental e tecnologia limpa.”
O estudo fornece um roteiro para cientistas e parceiros da indústria transformarem um dos maiores obstáculos da bioenergia em um poderoso recurso para o futuro.