Pesquisadores da Universidade de Buffalo fizeram uma descoberta que desafia fundamentos da engenharia química ao revelarem que determinadas membranas utilizadas na separação de gases industriais podem perder eficiência ao atraírem excessivamente o gás desejado. O estudo, publicado na Science Advances, propõe uma nova abordagem para a criação de membranas industriais.
A prática comum ao projetar estas membranas é incorporar estruturas químicas que promovam a atração do gás de interesse, visando aumentar sua permeabilidade. No entanto, a equipe liderada pelo professor Haiqing Lin constatou que esta atração excessiva pode resultar em um efeito contrário ao esperado, diminuindo a passagem do gás.
O foco da pesquisa foram as poliaminas reticuladas, polímeros que interagem fortemente com o dióxido de carbono (CO₂). Experimentos demonstraram que, ao invés de facilitar a passagem do CO₂, essas membranas o retêm de forma tão intensa que a sua permeabilidade é severamente reduzida.
Transformando um desafio em uma oportunidade, os cientistas testaram a mesma membrana para a separação de hidrogênio e CO₂, uma combinação frequente em processos industriais. O resultado foi surpreendente: a membrana alcançou uma seletividade de 1.800, permitindo a passagem do hidrogênio 1.800 vezes mais facilmente do que do CO₂, um recorde na área.
“Antes deste trabalho, as melhores taxas giravam em torno de 100. Isso realmente estabelece um novo padrão”, afirmou Leiqing Hu, primeiro autor da pesquisa, que agora atua na Universidade de Zhejiang. Além da performance inigualável, as poliaminas reticuladas também têm capacidade de formar membranas finas adequadas para aplicação industrial, além de serem autorreparáveis e robustas em condições desafiadoras.
De acordo com o coautor Kaihang Shi, a inovação apresenta um potencial significativo para tornar os processos industriais mais limpos, considerando que atualmente as separações químicas são responsáveis por cerca de 15% do consumo energético global. Soluções como a descoberta apresentada são cruciais para a redução de emissões e para promover a eficiência na indústria.
