A poeira cósmica de Vênus está inspirando uma nova tecnologia antipoluição do ar

Reduzir as emissões de carbono de estradas, ferrovias e transporte marítimo requer a implementação de uma série de soluções simultaneamente. No que diz respeito aos automóveis, reduzir completamente o número de viagens (tornando mais fácil para as pessoas andarem a pé e de bicicleta e melhorando o transporte público), mudar o combustível dos veículos e aproveitar ao máximo os veículos que já estão na estrada devem desempenhar separado. Nenhuma dessas soluções é suficiente por si só.

Em 2030, a venda de automóveis novos de passageiros a gasóleo e gasolina será proibido no Reino Unido. O futuro do automobilismo de passageiros será elétrico. Mas recente problemas no fornecimento de peças e os votos de alto custo de fabricação de carbono veículos elétricos podem atrasar os benefícios climáticos dessa transição.

Para aproveitar ao máximo os veículos a gasolina e diesel existentes - e o carbono investido na sua criação -, motoristas e fabricantes podem reduzir as emissões de uma família de compostos chamados óxidos de nitrogênio, que são ligada a doenças respiratórias, através de um melhor tratamento dos gases de escape. Dessa forma, as comunidades mais afetadas pela poluição do ar podem pelo menos ser protegidas antes que as emissões nocivas dos veículos sejam finalmente erradicadas.

Minha equipe de pesquisa está desenvolvendo uma nova geração de conversores catalíticos - os dispositivos instalados nos tubos de escape para reduzir a liberação de gases tóxicos. Inspirados pela química observada na superfície de planetas extremamente quentes como Vênus, temos produziu um material sintético que poderia melhorar a qualidade do ar.

De Vênus a escapamentos de veículos

A luz do sol destrói o dióxido de carbono (CO₂) nas atmosferas dos planetas, produzindo monóxido de carbono (CO). Não rápido o suficiente para evitar a mudança climática, mas o suficiente para que atmosferas como Vênus contenham muito mais CO do que observamos lá.

Nosso grupo estuda os efeitos do material meteórico (poeira que chega do espaço) nas atmosferas. Um pó de silicato de ferro que fizemos que replica esse pó pode acelerar a conversão de CO em CO₂. Foi para isso que os primeiros conversores catalíticos em carros foram projetados, já que o CO é um gás tóxico.

Isso nos fez pensar se esse material poderia ajudar com outros problemas, como a poluição por óxido de nitrogênio, que ultrapassa os limites legais no ar de muitas cidades do Reino Unido. Má qualidade do ar dos custos de exaustão do veículo dezenas de milhares de vidas anualmente.

Descobrimos que não só o pó pode limpar simultaneamente Emissões de CO e óxido de nitrogênio, mas pode converter dióxido de nitrogênio (NO₂, um gás nocivo que é especificamente regulado) em nitrogênio molecular inofensivo (N₂) e água à temperatura ambiente.

Catalisadores para o processamento de emissões de óxido de nitrogênio (NOx) instalados em veículos a diesel modernos só funcionam em temperaturas de exaustão acima de 150°C. Mesmo que seu carro use um fluido aditivo para reduzir as emissões de óxido de nitrogênio, é improvável que funcione enquanto dirige lentamente quando o escapamento está mais frio. É quando os veículos emitem mais NO₂ – geralmente em engarrafamentos, onde o ar mais poluído pode se acumular.

Quando a rede elétrica é descarbonizada e suficientemente robusta para carregar milhões de veículos elétricos, conversores catalíticos capazes de remover óxidos de nitrogênio ainda podem ser importantes. Por exemplo, o combustível de gás natural em fornos industriais é provável que seja substituído com hidrogênio.

Ao contrário de ônibus e carros movidos a hidrogênio, que produzem energia por meio de uma reação em uma célula de combustível, aplicações maiores, como fornos em siderúrgicas, queimarão combustível de hidrogênio diretamente. Essa combustão de alta temperatura converterá o nitrogênio molecular no ar em poluição de óxido de nitrogênio, que precisará ser removido.

É por isso que estamos empolgados em desenvolver um protótipo de conversor de emissões que pode funcionar na maioria das situações, com potencial para reduzir radicalmente as emissões tóxicas de motores de combustão e outras fontes no futuro.

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

Crédito de imagem: Hans / 20749 imagens

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• Fonte: https://singularityhub.com/2022/06/24/cosmic-dust-from-venus-is-inspiring-new-air-pollution-busting-technology/