Pesquisadores desenvolvem método para converter dióxido de carbono em grafite para a indústria de baterias

Pesquisadores dos Estados Unidos e da Estônia desenvolveram um método eletroquímico capaz de converter dióxido de carbono (CO₂) em grafite. O estudo, realizado por especialistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, da Universidade da Califórnia em Berkeley e do Instituto Nacional de Física Química e Biofísica da Estônia, foi detalhado na revista Nature Communications.

A técnica utiliza a eletrólise em sais fundidos para transformar o gás residual capturado da atmosfera em carbono sólido. Para viabilizar a análise do fenômeno, a equipe criou um microscópio resistente a condições extremas, permitindo a observação da reação em sais líquidos corrosivos aquecidos a 500 °C sob corrente elétrica.

Mecanismo de transformação molecular

As imagens capturadas pelo dispositivo revelaram que a conversão do CO₂ não acontece em uma única etapa, mas por meio de um processo dividido em duas fases. Essa descoberta resolve uma questão química pendente há décadas, fornecendo a explicação molecular de como o gás se deposita como carbono sólido nos eletrodos.

Durante os testes, a equipe constatou que a reação básica permanece estável mesmo com a alteração dos sais fundidos e dos eletrodos. Contudo, a variação desses componentes altera a estrutura do carbono resultante. Essa flexibilidade permite ajustar a eletrólise para a fabricação de materiais específicos, incluindo o grafite com a pureza exigida para a indústria de baterias.

Impacto na cadeia de suprimentos

O grafite é um insumo estratégico para a produção de celulares, computadores portáteis e diversos equipamentos elétricos. Atualmente, a dependência de mineração, processamento e importação torna o fornecimento desse material vulnerável.

Mike Whittaker, cientista do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, destaca que a síntese de materiais críticos via sais fundidos representa um avanço significativo. Segundo o pesquisador, a implementação do processo em larga escala e em diversos locais seria viável caso a técnica pudesse ser executada com sais de baixo custo e em temperaturas reduzidas, suprindo a demanda das cadeias de produção de baterias.

Próximas etapas do desenvolvimento

Embora a descoberta não substitua a mineração de imediato, ela estabelece uma alternativa tecnológica para reduzir a dependência de extração mineral ao aproveitar o CO₂. Os próximos passos da pesquisa focam em:

• Identificar as combinações ideais de voltagens, temperaturas, eletrodos e sais para otimizar os resultados;
• Ampliar a escala do sistema para atingir volumes de produção industrial;
• Avaliar a viabilidade econômica do método em comparação aos processos convencionais de obtenção de grafite.