Químicos encontram maneira mais fácil de produzir biodiesel a partir de óleo usado

Os químicos da UC Santa Cruz descobriram uma nova maneira de produzir biodiesel a partir de óleo usado que simplifica o processo e requer calor relativamente suave. Esta descoberta tem o potencial de tornar a fonte alternativa de combustível muito mais atraente para os enormes setores industriais que são a espinha dorsal da economia do país.

Em 2022, só o setor de transportes dos EUA utilizou cerca de 3 milhões de barris de diesel por dia, representando cerca de 75% do consumo whole do combustível neste país. Nesse mesmo ano, o uso de diesel representou cerca de 10% do whole de CO relacionado à energia₂ emissões nos Estados Unidos, de acordo com a Administração de Informação de Energia federal.

Embora algumas empresas tenham se voltado para veículos elétricos para reduzir a sua pegada de carbonoa grande maioria das frotas ainda funciona com diesel – em parte porque produção de biodiesel é difícil, consome muita energia e, portanto, desacelerou a adoção. De todas as fontes de energia utilizadas pelo setor de transportes dos EUA em 2022, os biocombustíveis representaram apenas 6%.

Em seu estudo, publicado em 3 de outubro na revista Energia e Combustíveiso autor principal Kevin Lofgren detalha uma nova maneira de transformar óleo vegetal em biodiesel que envolve tetrametoxiborato de sódio (NaB (OMe)₄). Esse produto químico, usado para fabricar o ingrediente ativo que reage com o óleo para produzir o biodiesel, é considerado único porque permite que o biocombustível seja facilmente separado dos subprodutos da produção – simplesmente despejando-os.

Outro benefício é que o subproduto resultante pode ser usado para regenerar o ingrediente mais caro do processo de produção. E por último, mas não menos importante, a reação pode ser concluída em menos de uma hora em temperaturas tão baixas quanto 40°C (104°F) – economizando energia e dinheiro.

“Sempre quis trabalhar com biodiesel”, disse Lofgren, Ph.D. estudante de química na UC Santa Cruz. “Comecei a explorar esse novo materials que fizemos para ver se ele poderia atacar as gorduras do petróleo para ajudar a catalisar o biodiesel, e tudo fluiu a partir daí”.

Embora os consumidores individuais recorram cada vez mais à energia photo voltaic e energia elétrica para abastecer as suas casas e veículos, os enormes sectores industriais da América ainda dependem do gasóleo. Lofgren destacou que a maioria dos caminhões, trens e barcos que transportam mercadorias ao redor do mundo atualmente funcionam com motores a diesel e não serão eletrificados tão cedo.

Enquanto isso, apontam os pesquisadores, o biodiesel é um combustível neutro em carbono que hoje está disponível e aprovado para alimentar esses veículos sem a necessidade de modificações no motor.

Reduzindo a energia necessária para produzir biocombustível

Alguns dos métodos atuais de produção de biodiesel produzem sabão como subproduto, o que dificulta a purificação do combustível e resulta em produto menos actual. Outras abordagens baseiam-se no óleo de palma, o que exige a derrubada de árvores nas florestas tropicais para dar lugar às plantações de monoculturas de palmeiras. Esses métodos também consomem muita energia, exigindo temperaturas e pressões extremamente altas. A técnica detalhada neste estudo pode produzir biodiesel a uma temperatura inferior à necessária para ferver a água.

“Produzir energia requer muita energia”, disse o co-autor Scott Oliver, professor de química e bioquímica. “Nosso método utiliza óleo residual e aquecimento moderado, em comparação com as atuais refinarias de petróleo que consomem energia e causam poluição.”

Segundo os pesquisadores, o método descoberto transforma cerca de 85% do óleo vegetal usado em biodiesel e atende quase todos os padrões da indústria para uso como combustível em máquinas pesadas e veículos de transporte. A exceção foi o teor de água, porém, foi apenas ligeiramente superior ao valor aceitável. Os pesquisadores esperam que, uma vez ampliado esse processo, o teor de água fique dentro de níveis aceitáveis.

“Este novo método é especial porque é simples e acessível. Tem a vantagem de ser capaz de regenerar o materials inicial”, disse Lofgren. “Já é barato o suficiente para torná-lo competitivo. Mas se você pudesse comprar o ingrediente mais caro uma vez e depois regenerá-lo, seria mais econômico no longo prazo”.

“Todo mundo precisa de energia – todas as fazendas, fábricas de produção de alimentos e veículos de transporte dependem dela”, disse Oliver. “Isso pode realmente impactar as pessoas. Este processo pode ser feito emblem acima da temperatura ambiente e é reutilizável. Você não precisa ter uma refinaria; você pode usar esse método em uma fazenda.”

Bakthan Singaram, professor de química e bioquímica na UC Santa Cruz, é co-autor correspondente do artigo “Borate Pathway to FAMEs at Close to-Ambient Situations from Used Oil”.