Pesquisa da UFRN resulta em material que potencializa produção de gás de síntese

Estudo desenvolvido no Laboratório de Tecnologia Ambiental (LabTam), da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), resultou em nova formulação de material para aumentar a velocidade de reações do metano, gás incolor, inodoro, inflamável e explosivo em ambiente fechado, utilizado em elevadas temperaturas de reação por um longo tempo e que tem aplicação vasta na produção de insumos petroquímicos, combustíveis sintéticos, fertilizantes e geração energética. A tecnologia é fruto da dissertação do ex-bolsista de mestrado do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Yuri Kauã Rodrigues de Oliveira Silva , defendida no Programa de Pós-Graduação em Química da UFRN, e já foi motivo de novo depósito de pedido de patente junto ao Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI), em julho último, sob o nome “Catalisadores bimetálicos promovidos por trióxido de boro para a produção de gás de síntese via reforma do metano”. Segundo Yuri Silva, a invenção tem capacidade de influenciar na catálise de reações de reforma do metano. A catálise é um processo em que, ao adicionarmos uma determinada substância, uma reação química ocorre de maneira mais rápida. No caso do metano, tal procedimento é amplamente utilizado de forma industrial para produzir gás de síntese, uma mistura gasosa de hidrogênio (H2) e monóxido de carbono (CO).

Durante o mestrado, Yuri Kauã foi beneficiado com uma bolsa do CNPq. Foto: Cícero Oliveira – Agecom/UFRN

O gás de síntese pode ser usado em combustão direta ou pode ser utilizado como matéria-prima para produção de outros compostos, como biometanol ou biocombustíveis. Os dois últimos, derivados do biogás, são extraídos a partir de um processo de purificação. De acordo com Yuri Silva, graças à resistência à formação de carbono inorgânico e à resistência à sinterização, o catalisador é capaz de manter elevada a atividade química, mesmo em altas temperaturas de reação. “Essa situação propicia a redução de custos operacionais. Especificamente sobre o nosso produto, um aspecto relevante é o baixo custo de produção, com a fase ativa composta por metais não-nobres, mais baratos, e um promotor mais acessível que os amplamente utilizados metais terras-raras, como o cério e o lantânio, de difícil extração”, diz. A conjunção dessas características faz com que o catalisador bimetálico desenvolvido, usando níquel e cobalto, possua estabilidade superior em relação aos catalisadores padrões. Também participaram da criação a bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq e professora do Departamento de Química da UFRN, Dulce Maria de Araújo Melo ; os bolsistas de Desenvolvimento Tecnológico Industrial do CNPq, Rodolfo Luiz Bezerra de Araújo Medeiros , Ângelo Anderson Silva de Oliveira e Fernando Velcic Maziviero ; a bolsista de Produtividade em Desenvolvimento Tecnológico e Extensão Inovadora do CNPq, Renata Martins Braga ; a bolsista de Mestrado do CNPq, Joyce Cristine Araújo da Silva ; além dos estudantes Tomaz Rodrigues de Araújo e Joyce Cristine Araújo da Silva .

Professora Dulce Maria é referência no estudo com hidrogênio – Foto: Cícero Oliveira – Agecom/UFRN

Os pesquisadores defendem que o patenteamento de invenções nacionais, no âmbito da indústria do petróleo e da indústria petroquímica, fortalece o esforço tecnológico nacional para o desenvolvimento de materiais especiais para catálise, bem como fornece alternativas nacionais à indústria brasileira, diminuindo a necessidade de importação desses insumos. Números recentes posicionam a indústria química brasileira na sexta posição no mundo, com faturamento superior a 100 bilhões de dólares em 2022. Essa indústria também é o segmento que mais arrecada em tributos federais, um valor que representa 13,1% do total da indústria.

O movimento de criar alternativas tecnológicas nacionais ecoa em números da indústria petroquímica. De acordo com Nota Técnica emitida pelo Departamento Intersindical de Estatísticas e Estudos Socioeconômicos (Dieese) o aumento na participação de importações no setor chegou ao patamar de 45% em dezembro de 2019. Praticamente metade dos produtos químicos utilizados pelo país era importada. O órgão identificou que uma das situações que levou a esse cenário foi a diminuição do apoio governamental ao desenvolvimento industrial no final da década passada.

Sobre o LabTam

O Laboratório de Tecnologia Ambiental (LabTam) da UFRN tem como característica o uso de conhecimento na área química para o desenvolvimento de novas tecnologias. As pesquisas desenvolvidas no laboratório já geraram resultados que motivaram mais de duas dezenas de pedidos de patente. A coordenadora do LabTam, professora Dulce Maria de Araújo Melo, ressalta que a equipe tem focado na produção e no desenvolvimento de materiais avançados para a produção de hidrogênio, por meio da “modificação” de catalisadores, utilizando algumas ferramentas. Estas são, por exemplo, machine learning , engenharia de superfície e design of experiments (Doe), técnica empregada para o estabelecimento das proporções ideais entre os componentes níquel, cobalto e trióxido de boro na formulação patenteada. “Sobre essa nossa recente invenção, testamos os materiais em microescala e estamos avaliando a produção dos catalisadores bimetálicos, em quantidade suficiente, para testes em um reator em escala piloto, visando o escalonamento da tecnologia”, afirma ela. A professora defende a importância de proteger e, ao mesmo tempo, dar visibilidade às pesquisas básica e acadêmicas que se transformam em patentes, “em produtos que a sociedade possa usar e se beneficiar”.

Com 25 anos de existência, Labtam abrigou os testes durante a pesquisa. Foto: Cícero Oliveira – Agecom/UFRN

COM IMPRENSA/UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE (UFRN)