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Em que consiste o plasma?
Plasmas compõem mais de 99% da matéria visível no universo. Eles consistem em iões (íons) positivos, eletrões (elétrons) ou iões (íons) negativos e partículas neutras. O plasma é considerado o quarto estado da matéria. Quando um sólido (o primeiro estado da matéria) é aquecido, as partículas nele contidas obtêm energia suficiente para aliviar sua estrutura e, assim, derreter para formar um líquido (o segundo estado da matéria). Depois de obter energia suficiente, as partículas de um líquido escapam dele e vaporizam para gás (o terceiro estado da matéria). Subsequentemente, quando uma quantidade significativa de energia é aplicada ao gás por meio de mecanismos como uma descarga elétrica, os eletrões (elétrons) que escapam dos átomos ou moléculas não apenas permitem que os iões (íons) se movam mais livremente, mas também produzem mais eletrões (elétrons) e iões (íons) por meio de colisões após acelerar rapidamente sob um campo elétrico. Eventualmente, o maior número de eletrões (elétrons) e iões (íons) altera a propriedade elétrica do gás, que se torna gás ionizado ou plasma.
O estudo dos plasmas remonta ao século XVII. Plasmas naturais, como raios e luzes polares, são frequentemente observados e intrigam as pessoas há muitos séculos. O desejo de entender o mecanismo que governa a geração de plasma levou à invenção do dispositivo de descarga pelos primeiros investigadores. Embora o facto de que a carga de atrito induza descargas tenha sido observado pela primeira vez por filósofos gregos, o mecanismo de produção de plasma não foi compreendido até aos séculos XVII e XVIII.
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Fonte: P.K. Chu, X. Lu, Low Temperature Plasma Technology: Methods and Applications, 2013, CRC Press
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A sinergia plasma e CO₂
A tecnologia de plasma avançou significativamente nos últimos anos, com aplicações que vão desde conversão química, tratamento de superfícies, desenvolvimento de materiais e vários outros domínios. Tem sido dada especial atenção ao desenvolvimento de possíveis novas abordagens para a conversão de produtos químicos de uma forma mais sustentável. A tecnologia de plasma oferece vantagens sobre as rotas termoquímicas, como alta versatilidade de processo, condições reacionais suaves, síntese numa só etapa, reação rápida e controlo instantâneo. Mais importante, pode ser facilmente combinado com eletricidade gerada a partir de várias fontes renováveis e é adequado para armazenamento de energia através da conversão de energia renovável intermitente em combustíveis neutros em carbono ou outros produtos químicos. Nos últimos anos, tem havido um interesse crescente no desenvolvimento de tecnologia de plasma para utilização de CO2. Investigações sobre diferentes reações como separação de CO2, reforma a seco de metano (DRM) e hidrogenação de CO2 com diferentes tipos de reatores de plasma e catalisadores têm sido relatadas por investigadores de todo o mundo. Embora a maturidade tecnológica ainda precise de ser aumentada, o potencial do plasma tem sido bem reconhecido pela comunidade científica e pela indústria.
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Fonte: S. Li, C. Liu, A. Bogaerts, F. Gallucci, Editorial: Special issue on CO2 utilization with plasma technology, Journal of CO2 Utilization 61 (2022) 102017.