ESA

Tudo queima. Dado o ambiente certo, toda a matéria pode queimar adicionando oxigênio, mas encontrar a mistura certa e gerar calor suficiente faz com que alguns materiais entrem em combustão mais facilmente do que outros. Pesquisadores interessados ​​em saber mais sobre um tipo de incêndio chamado queima discreta usaram as instalações de experimentos de microgravidade da ESA para investigar.

Em uma série de voos parabólicos e em foguetes de sondagem lançados da Suécia, uma equipe do professor Jeffrey Bergthorson da McGill University no Canadá e da Eindhoven University of Technology na Holanda investigou a queima de pó de ferro em gravidade zero. A pesquisa deles era física pura, os cientistas queriam saber mais sobre a queima discreta, em que as chamas não queimam o combustível continuamente, mas saltam de uma fonte de combustível para outra. Esta forma de fogo dificilmente ocorre naturalmente na Terra, mas um exemplo é um incêndio florestal onde uma árvore queima completamente e o fogo salta para a próxima árvore quando a temperatura aumenta o suficiente para a combustão.

A queima de pó de ferro em experimentos em aeronaves de gravidade zero e voos de foguetes permitiu que as partículas de ferro flutuassem e se inflamassem discretamente. Câmeras de alta velocidade captaram o espetáculo e permitiram aos pesquisadores entender melhor o fenômeno, resultando em modelos de computador que mostraram as condições ideais para queimar o combustível na Terra.

Com o novo entendimento possibilitado pela pesquisa em microgravidade, tornou-se possível construir fornos de queima de ferro eficientes e práticos.

A vantagem de queimar o ferro se deve à química. Essencialmente, a queima de combustível é o processo de transformação de um material pela adição de átomos de oxigênio. É por isso que o combustível à base de carbono produz o gás de efeito estufa dióxido de carbono quando dois átomos de oxigênio são adicionados ao combustível à base de carbono, como madeira, carvão ou petróleo. Com o ferro, o produto que sobra após a combustão é o óxido de ferro, mais comumente conhecido como ferrugem. Nenhum dióxido de carbono é produzido e o ferro enferrujado pode ser facilmente coletado, pois não forma gás – o ferro queimado não emite nenhum gás nocivo.

A ferrugem do ferro pode até ser processada para remover o oxigênio e devolvê-lo como ferro usando hidrogênio. Ao usar eletricidade de fontes sustentáveis, o ferro como combustível pode se tornar um armazenamento de energia circular e infinitamente reciclável.

Uma planta de demonstração já está funcionando em Budel, perto de Eindhoven, na Holanda, usando ferro como fonte de combustível este gerador pode produzir 1 MW de vapor em uma unidade que fica em um armazém. Uma usina de ferro em escala maior poderia produzir muito mais energia.

Várias startups já estão buscando esse combustível livre de carbono para abastecer fábricas e processos industriais.

Enquanto as agências espaciais se preparam para construir postos lunares sustentáveis, fornecer energia para os astronautas na Lua é apenas um dos desafios a serem superados. Combustível de metal pode ser uma solução. Usando energia solar, não apenas pós de alumínio e silício podem ser produzidos a partir de minerais lunares, mas também hidrogênio e oxigênio podem ser aproveitados do gelo lunar. O hidrogênio pode então ser usado para converter a poeira lunar rica em ferro e titânio para produzir água e pó de ferro. Os pós metálicos e o oxigênio do gelo d'água podem ser usados ​​como propelentes para foguetes ou transporte terrestre e o subproduto da água pode até ser usado como água potável.

Este processo pode parecer ficção científica agora, mas usar o ferro como fonte de combustível na Terra começou como uma ideia apenas uma década atrás. Agora, a comunidade de combustíveis metálicos abrange centenas de cientistas e engenheiros em todo o mundo e é um farol em tecnologia para combustíveis alternativos livres de carbono. Em um futuro não tão distante, você pode estar dirigindo seu carro ou sua casa com ferro!

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