Uma equipa da Universidade de Illinois encontrou uma forma rápida de decompor lignina Kraft usando microgotas de água agitadas por ondas sonoras. Em cerca de 20 minutos e à temperatura ambiente, o processo transformou parte deste subproduto da indústria do papel numa molécula redox-activa que os investigadores baptizaram de SEMILL-A.
A lignina dá rigidez às plantas e separa-se da celulose durante o fabrico de papel. Segundo a universidade, mais de 50 milhões de toneladas de lignina Kraft são geradas todos os anos e mais de 90% acabam por ser queimadas no próprio local para recuperar químicos do processo e produzir energia. A investigação procura dar a este material um destino químico de maior valor.
Investigadores apresentam um esquema sobre lignina Kraft, sonicação e SEMILL-A. A imagem documenta investigação académica e não mostra uma bateria ou um produto comercial. Crédito: Universidade de Illinois Urbana-Champaign.
A reacção acontece em pequenas gotas
O método usa óleo, água, lignina e ácido num recipiente pequeno. A sonicação agita a mistura com ondas sonoras de alta frequência e cria microgotas de água — muito menores do que gotas de chuva — onde a química de decomposição pode avançar sem altas temperaturas nem catalisadores de terras raras adicionados.
O artigo publicado na revista Small descreve a conversão de cerca de metade do polímero complexo numa molécula mais pequena. A universidade reporta uma conversão de aproximadamente 56%, com os detalhes técnicos a indicarem resultados entre cerca de 49% e 64% em diferentes lotes experimentais.
SEMILL-A é interessante para energia, mas não é uma bateria
A SEMILL-A é redox-activa: pode aceitar e doar electrões. Essa propriedade torna-a interessante para investigar materiais de armazenamento de energia, incluindo baterias de fluxo redox. A equipa confirmou a molécula com microscopia, espectroscopia, ressonância magnética nuclear, espectrometria de massa, cromatografia e análise electroquímica.
Mas a propriedade química não equivale a uma bateria funcional. Os investigadores ainda estão a tentar perceber como se forma a molécula, como controlar melhor a reacção e se será possível produzir compostos úteis noutras aplicações. O próprio responsável pelo laboratório admite que ainda não se sabe se a SEMILL-A chegará a ser usada numa bateria.
Do laboratório para uma possível aplicação
O interesse imediato está em transformar um resíduo abundante num composto definido e potencialmente útil. O processo também poderá ajudar a estudar outras formas de decompor biomassa e plásticos, mas essa extensão ainda pertence ao trabalho futuro da equipa.
A descoberta não transforma automaticamente papel usado em electricidade. Mostra antes uma possível rota química para aproveitar melhor a lignina: em vez de a tratar apenas como combustível ou resíduo do fabrico de papel, os investigadores estão a tentar convertê-la numa matéria-prima para novas moléculas.
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