A Austrália depende fortemente da ureia importada para satisfazer as necessidades do seu sector agrícola, importando cerca de 3,8 milhões de toneladas em 2024. Ao mesmo tempo, o país enfrenta uma pressão crescente para reduzir as emissões industriais em vários sectores. Investigadores da Universidade de Nova Gales do Sul procuram enfrentar ambos os desafios, desenvolvendo tecnologia que converta resíduos de dióxido de carbono e poluentes azotados em fertilizante de ureia, criando potencialmente uma fonte doméstica deste insumo agrícola essencial e, ao mesmo tempo, reduzindo o impacto ambiental.
Da bancada de laboratório à escala industrial
Diferentemente da pesquisa fundamental típica que termina na fase de laboratório, a equipe da UNSW está buscando ativamente a tradução em escala-industrial. Os investigadores estão a utilizar eletrolisadores de ureia, dispositivos considerados referências para a produção escalonável de ureia, para testar a viabilidade de converter emissões em fertilizantes em maior escala. Para entender como os materiais se comportam em condições-do mundo real, a equipe usou caracterização avançada de-feixe de elétrons no Síncrotron australiano. Esta técnica permite observar reações químicas em tempo real, gerando dados críticos para futura implementação industrial.
O Dr. Daiyan, líder do projeto, enfatiza que a engenharia cuidadosa do catalisador e o monitoramento-em tempo real são essenciais para garantir a seletividade e a eficiência, especialmente ao escalar de condições laboratoriais controladas para ambientes industriais.
Abordando a dependência de ureia da Austrália
Apesar de ser um grande exportador agrícola, a Austrália não produz ureia suficiente no mercado interno, deixando o sector vulnerável às flutuações do mercado global. “Esta dependência é uma pena, bem como uma vulnerabilidade estratégica”, disse o Dr. Daiyan. Ao produzir ureia limpa localmente a partir de eletricidade renovável e de resíduos de carbono, o país poderia reduzir a dependência das importações e melhorar a resiliência da cadeia de abastecimento. A abordagem também se alinha com o crescente escrutínio regulatório das emissões, que agora se estende além do dióxido de carbono para incluir outros poluentes-baseados em nitrogênio.
A investigação destaca como os princípios da química circular podem integrar fluxos de resíduos de fábricas de cimento e resíduos agrícolas na produção de fertilizantes, transformando os desafios ambientais em produtos comercialmente valiosos.
A abordagem de captura e conversão de carbono
Ao contrário das tecnologias de captura direta de ar, o método UNSW centra-se na utilização de emissões inevitáveis de fontes industriais e biogénicas. Os primeiros testes laboratoriais mostram resultados promissores em seletividade, sugerindo que o CO₂ das operações industriais existentes pode ser efetivamente transformado em ureia. O projecto ainda está em desenvolvimento, mas representa um caminho prático para converter poluentes de carbono e azoto em materiais necessários na agricultura, produtos químicos e produção de combustíveis.
O Dr. Daiyan apresentou estas conclusões na Conferência das Nações Unidas sobre Alterações Climáticas, defendendo investimentos em soluções de economia circular. “Há dióxido de carbono suficiente. Só precisamos começar a pensar e investir numa economia circular”, disse ele.
Cronograma e perspectivas industriais
A expansão de um processo laboratorial para uma aplicação industrial normalmente leva mais de uma década, mas a equipe da UNSW pretende acelerar esse cronograma. O Dr. Daiyan estima que dentro de dois a três anos, o projeto poderá garantir um parceiro da indústria para iniciar testes em escala-piloto. O sucesso demonstraria que as-indústrias com uso intensivo de emissões podem gerar valor a partir de seus fluxos de resíduos e, ao mesmo tempo, atender às metas ambientais.
Em última análise, esta pesquisa ilustra o potencial da química circular para remodelar a produção industrial. Ao converter resíduos de carbono e azoto em fertilizantes, a Austrália poderia fortalecer as cadeias de abastecimento nacionais, reduzir as emissões e contribuir para um setor químico mais sustentável. Como observa o Dr. Daiyan, "a engenharia criteriosa do catalisador aliada à caracterização-em tempo real pode transformar problemas ambientais em oportunidades".
