Projeto transforma resíduos de azeitona em supercapacitores

Um projeto em Espanha transformou com sucesso resíduos de azeitona em carvão ativado com diversas aplicações.

No final do seu período de investigação, o projecto CARBON+, uma empresa pública e privada conjunta, demonstrou a eficiência do produto como supercapacitor material, sua eficácia no tratamento de águas residuais e seu auxílio na extensão da vida útil da salmoura no processamento de azeitonas.

Lançado em 2022 dentro do programa de projetos estratégicos em cooperação com a Agência Valenciana de Inovação do governo regional da Comunidade Valenciana e cofinanciado pela União Europeia, o projeto foi realizado pela Greene Enterprise, Aceitunas Serpis, Universidade de Alicante e Aitex.

O trabalho foi realizado na planta piloto da Greene no parque industrial de Elche usando resíduos de processamento de azeitonas fornecidos pela Serpis, uma produtora de azeitonas de mesa. O resíduo é composto principalmente de caroços de azeitonas e salmoura, os principais resíduos do setor de azeitonas, obtidos após o processamento de azeitonas de mesa Manzanilla e Hojiblanca.

Apesar da extensa pesquisa realizada nos últimos anos sobre a aplicação dos princípios da economia circular às indústrias de azeite de oliva e azeitonas de mesa, a grande maioria dos resíduos ainda é depositada em aterros sanitários.

O objetivo final do projeto CARBON+ era usar a pirólise para transformar esses materiais residuais em carvão ativado de alta qualidade por meio de um processo industrial economicamente viável.

Isso foi alcançado, e o carvão ativado com uma área de superfície específica de 1,440 metros quadrados por grama foi produzido. Como uma das qualidades mais úteis do carvão ativado é sua capacidade de adsorção (a adesão de átomos, íons ou moléculas de um gás, líquido ou sólido dissolvido a uma superfície), quanto maior a área de superfície, mais eficaz o carvão em tais aplicações.

Além do desenvolvimento bem-sucedido deste processo, três principais aplicações industriais foram investigadas para avaliar o valor final potencial do carvão ativado.

O primeiro aproveita a alta adsorção do produto para eliminar matéria orgânica em suspensão e compostos fenólicos dissolvidos na salmoura da fermentação da azeitona usada.

Isso permite que a salmoura seja reutilizada diretamente na indústria de processamento de azeitonas, reduzindo assim o desperdício e os custos associados. O carvão ativado do projeto foi mais eficaz nessa capacidade do que as alternativas comerciais, removendo um maior teor de polifenóis devido à sua maior porosidade.

Em uma aplicação relacionada, o carvão ativado demonstrou ser eficaz na remoção de odores no tratamento de águas residuais. Isso foi demonstrado testando o produto contra salmoura de fermentação, águas residuais têxteis e águas residuais urbanas padrão de uma estação de tratamento ativa.

Finalmente, o carvão ativado obtido foi avaliado quanto ao seu uso potencial em supercapacitores para armazenamento de energia. Nos últimos anos, houve um interesse renovado no uso de carvão ativado em armazenamento de energia, e eles continuam sendo um forte candidato na busca por materiais porosos que possam permitir a economia de hidrogênio.

Supercapacitores à base de carbono compreendem dois eletrodos de carbono porosos com uma grande área de superfície específica imersos em um eletrólito e separados por uma membrana.

O armazenamento de energia é inteiramente eletrostático e, portanto, inofensivo à integridade e estabilidade dos eletrodos. Isso permite que o supercapacitor execute até 100,000 ciclos de carga-descarga com uma taxa de deterioração do eletrólito de menos de 10 por cento, o que torna esse armazenamento de energia altamente desejável em aplicações como veículos elétricos.

Foi demonstrado que os eletrodos feitos com o material do projeto tiveram desempenho comparável àqueles construídos com carvão ativado comercial, apresentando desempenho ligeiramente inferior.

O desempenho eletroquímico melhorou após lavar o carvão ativado com ácido clorídrico e modificar sua química de superfície por meio de tratamento térmico. Os pesquisadores concluíram que o desempenho alcançado neste estágio foi suficientemente alto para garantir mais pesquisa e desenvolvimento.

Esta conclusão também foi tirada em relação ao projeto como um todo, com Greene afirmando: "Em suma, esses resultados ressaltam o potencial dos carvões ativados em diversas aplicações, o que contribuirá para o estudo da viabilidade econômica de escalonar o processo para nível industrial por ambas as empresas.”

• Jornal de Armazenamento de Energia
• Greene