Os testes iniciais em laboratório sugerem que, se for possível escalar, o método poderá representar um avanço no desenvolvimento de uma potencial nova tecnologia que pode reduzir as emissões de dióxido de carbono de centrais de produção de energia a biomassa, carvão ou gás natural.
«Com esta tecnologia, queremos parar as emissões de dióxido de carbono na fonte e as instalações de produção de energia são a principal fonte de emissões de CO2 atualmente», explica Jialong Shen, investigador de pós-doutoramento na North Carolina State. «Pensamos que a principal vantagem do nosso método em comparação com investigações direcionadas semelhantes é que pode ser facilmente escalado usando unidades de produção têxtil tradicionais», acrescenta.
A anidrase carbónica pode acelerar uma reação na qual o dióxido de carbono e a água se transformam em bicarbonato.
Para criar o filtro, os investigadores ligaram a enzima a um tecido de algodão de duas camadas imergindo-o em quitosano, que funciona como cola.
Os investigadores fizeram uma série de experiências para ver quão bem o filtro separa uma mistura de dióxido de carbono e nitrogénio, com taxas de sucesso de 52,3% de CO2 com um filtro simples e de 81,7% com um filtro de dupla camada.
Embora as conclusões sejam promissoras, o filtro ainda precisa de ser novamente testado nos fluxos de ar mais rápidos que acontecem nas centrais de energia. Em comparação, uma operação a grande escala tem de processar mais de 10 milhões de litros de gás por minuto. Os investigadores estão a trabalhar com parceiros para testar o método a uma maior escala e compará-lo a outras tecnologias.
Impressão 3D
Num trabalho relacionado, os investigadores também demonstraram recentemente que é possível fazer filtros de CO2 através de impressão 3D e um material de hidrogel que consegue reter a anidrase carbónica.
«Este processo de produção através de impressão 3D torna tudo mais rápida e mais precisa», indica Jialong Shen. «Com acesso a uma impressora e às matérias-primas, é possível fazer este material funcional. Formulamos o hidrogel de forma a que seja suficientemente forte mecanicamente para ser impresso em 3D e também extrudido num filamento contínuo e a inspiração por detrás do nosso design estão as nossas próprias células, que têm enzimas juntas em espaços compartimentados, preenchidos com um fluído. Este tipo de ambiente é bom para ajudar as enzimas a fazerem o seu trabalho», acrescenta.
Os investigadores também testaram a durabilidade de filtração do material e concluíram que retém 52% da sua performance inicial de aprisionamento após mais de 1.000 horas.