Captura de Carbono: Diretrizes Teóricas para Avaliação de Materiais de Adsorção de CO2 à Base de Carvão Ativado

Materiais à base de carvão ativado (AC) têm demonstrado desempenho promissor na captura de carbono, oferecendo baixo custo e fornecimento sustentável a partir de recursos naturais abundantes. Apesar do crescimento dos ACs como uma nova classe de materiais, diretrizes teóricas para avaliar sua viabilidade na captura de carbono representam uma lacuna de pesquisa crucial. Abordamos essa lacuna desenvolvendo uma diretriz hierárquica, baseada na força de interação gás-sólido fundamental, que fundamenta o sucesso e a escalabilidade dos materiais à base de AC. O indicador de desempenho mais crítico é a energia de adsorção de CO2, onde um intervalo ideal (-0,41 eV) garante eficiência entre adsorção e dessorção. Adicionalmente, consideramos a estabilidade térmica e a sensibilidade a defeitos para garantir desempenho consistente sob condições variáveis. Além disso, a seletividade e a capacidade desempenham papéis significativos devido a variáveis externas, como pressão parcial de CO2 e outros gases do ar ambiente (N2, H2O, O2), preenchendo a lacuna entre teoria e realidade. Fornecemos exemplos práticos ao restringir nossas opções a grafeno modificado com metilamina e piridina.