É o projeto WSS do século: é assim que a química se torna circular...

Il “projeto do século” de Fundação Werner Siemens (WSS) torna-se realidade e visaeconomia circular na indústria química: a equipe liderada por Regina Palkovits e Jürgen Klankermayer da RWTH Aachen University começará em breve a trabalhar no ambicioso projeto de reciclagem eficiente de compostos químicos graças à catálise.

O financiamento de 100 milhões de francos suíços disponibilizada pelo WSS por ocasião do centenário servirá para criar um novo centro de investigação com potencial para abrir caminho a uma verdadeira revolução na indústria química, que enfrenta a possibilidade de se tornar “circular e multidimensional".

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Fundação WSS: 100 milhões de francos suíços para proteger o planeta

A Fundação Werner Siemens lançou o Concurso de ideias de 100 milhões de francos Suíça por ocasião do seu centenário, comemorado em 2023. O que acaba de ser premiado é o maior investimento da Fundação"Estávamos procurando uma forma inovadora de comemorar nosso aniversário”, explicou então o médico Hubert Keiber, Presidente do WSS, “encontramos um com potencial para proteger os recursos naturais do nosso planeta".

O objetivo era claro: desenvolver tecnologias parauso sustentável de recursos. Em causa está um empréstimo de dez anos no valor de 100 milhões de francos suíços para a abertura de um novo centro de investigação na Áustria, Suíça ou Alemanha.

Il “projeto do século” teve uma resposta extraordinária: mais de cento e vinte excelentes investigadores submeteram as suas propostas. Depois, na primavera de 2023, as seis ideias finalistas foram selecionadas e receberam um prémio de investigação WSS no valor de um milhão de francos suíços. “Foi uma decisão difícil”, comenta o doutor Keiber, “tivemos que escolher entre seis projetos excepcionais".

Após avaliação criteriosa, a Fundação optou por premiar o “Catalaix: catálise para uma economia circular”, apresentado pelo professor Regina Palkovits e pelo professor Jürgen Klankermayer da Universidade Técnica de Aachen (RWTH). O novo Centro de Pesquisa WSS tratará da catálise e conduzirá a química a uma economia circular.

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Catalaix: por que a catálise é útil para a reciclagem eficiente de plásticos mistos

O projeto da equipa de Aachen foi premiado não só pela excelência da investigação e utilização de metodologias multidisciplinares, mas também pelo seu potencial impacto.

Em jogo está a possibilidade de reutilizar os elementos constituintes moleculares das matérias-primas em um nível de produção muito alto, explica o professor Matias Kleiner, ex-presidente da Fundação Alemã de Pesquisa e da Associação Leibniz e membro de longa data do conselho consultivo científico da Fundação Werner Siemens.

"A reciclagem eficiente de materiais plásticos mistos”, explica Kleiner, “representa uma inovação profunda e revolucionária na pesquisa em sustentabilidade. Basta pensar no milhões de toneladas de plástico poluindo os oceanos do mundo e como ainda não temos uma solução real para resolver o problema".

O centro de investigação liderado por cientistas alemães abrirá caminho para umaindústria química circular (e viável) graças à catálise, processo que acelera a velocidade das reações químicas ou as torna possíveis.

Nós usamos o catálise quase exclusivamente para criar ligações químicas, mas também pode ser usado para quebrá-las. E as substâncias que agem como catalisadores ajudam a criar as matérias-primas para a fabricação de inúmeros produtos que acabam se tornando Resíduos plásticos.

A equipa liderada por Palkovits e Klankermayer quer encontrar uma solução para este problema através do desenvolvimento de novos catalisadores e processos capazes de decompor este tipo de produto em blocos de construção moleculares reutilizáveis.

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Além da reciclagem: a química e uma economia circular flexível são possíveis

O primeiro foco de novo Centro de Pesquisa WSS será portanto oindústria de plásticos, e você nem precisa se perguntar por quê. Os seres humanos produzem 400 milhões de toneladas de plástico todos os anos: este montanha de derivados de petróleo está a crescer tão rapidamente que, em 2050, atingirá o peso combinado de todos os seres humanos, animais e fungos que vivem no planeta.

Ad oggi, reciclamos apenas 9 por cento de todo o plástico produzido e lançado no ambiente sob a forma de resíduos: a equipa de Aachen pretende trabalhar na reconversão, conceito ainda diferente do de reciclagem e upcycling.

é converter plástico de volta em materiais básicos reutilizável através de uma combinação de processos envolvendo catálise química, eletroquímica e ação microbiana. Os investigadores já demonstraram que esta abordagem funciona para diferentes tipos de plástico.

A ideia dos pesquisadores, porém, é muito mais complexa e vai além dos ciclos individuais de produção de materiais isolados. A aplicação de princípio de circuito aberto irá melhorar a abordagem circular do projecto, lançando as bases para umaeconomia circular multidimensional.

Os blocos de construção moleculares produzidos através da catálise podem ser utilizados de tantas maneiras diferentes que poderiam ser canalizados, se necessário, para outros ciclos de materiais e cadeias de valor. “Isto permite ligar ciclos de materiais anteriormente isolados, contribuindo para o desenvolvimento de uma economia circular flexível”, explicou o professor Klankermayer.

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O futuro próximo: do Centro de Pesquisa WSS ao mundo real

Produtos residuais são recursos valiosos, lembra o professor Palkovits. É por isso que os pesquisadores querem produzir blocos de construção moleculares durante a reciclagem que retenham o maior valor químico possível. “Não queremos decompor completamente o plástico em gás de síntese ou queimá-lo até virar CO2", explica, "queremos apenas chegar ao ponto de torná-los utilizáveis ​​em uma ampla gama de aplicações".

Estes futuros blocos de construção também deverão ser mais ecológicos, idealmente até biodegradável; por outro lado, lembra o pesquisador, “não há absolutamente nenhum sentido em produzir outro projeto que seja difícil de reciclar".

O projecto já demonstrou o seu potencial numa experimente uma garrafa PET: Os pesquisadores transformaram o polímero PET em um bloco de construção reutilizável e, no processo, também removeram o bisfenol A, o plastificante que torna as garrafas flexíveis.

Para fazer isso, são necessários processos significativamente diferentes, e é aqui que ointerdisciplinaridade, uma constante no projeto Catalaix. “Nosso trabalho é interdisciplinar“, diz Regina Palkovits, “Dependendo do material específico e do ponto de partida, escolheremos métodos de catálise muito diferentes".

"Mas para ter um impacto industrial”, conclui o professor Klankermayer, “nossos catalisadores devem funcionar em materiais do mundo real. Este é o passo fundamental".

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