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).
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.
Professora Dulce Maria é referência no estudo com hidrogênio | Foto: Cícero Oliveira/Agecom-UFRN
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.
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.
Com 25 anos de existência, Labtam abrigou os testes durante a pesquisa | Foto: Cícero Oliveira/Agecom-UFRN
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”.
