Eletroxidação: caminho para a sustentabilidade

A eletroxidação gera energia elétrica e ajuda a reduzir emissões de poluentes

A eletroxidação, também conhecida como oxidação eletroquímica ou oxidação anódica, é um tipo de reação em que há transformação de energia química em elétrica ou vice-versa. O processo ocorre por meio da transferência de elétrons entre dois eletrodos, por meio de reações de oxirredução. 

Considerada um método de tecnologia verde, a eletroxidação é um processo de eletrólise indireta de importância para o desenvolvimento pois pode ser utilizada para degradar poluentes, gerar eletricidade e formar matérias-primas sem utilização de substâncias nocivas.

Ela ocorre em duas vias, sendo a primeira pelo processo de oxidação direta, em que os elétrons fluem diretamente para a superfície do ânodo, onde os radicais hidroxilas (OH) são produzidos.

Já a segunda via se dá  pelo processo indireto, em que os componentes com elevado poder oxidante, formados no processo, são fisicamente adsorvidos, ou seja, incorporadas no eletrodo, atuando como auxiliares nas reações de oxidação feitas pelo ânodo, acelerando o processo e aumentando a sua eficiência.

Eletroxidação no tratamento da água

A água, indispensável para a vida no planeta, é cada vez mais contaminada pela ação humana por meio das atividades industriais. Esse problema é agravado com a branda legislação ambiental e o crescimento populacional. Dessa maneira, muitos grupos de poluentes acabam sendo encontrados em amostras de água, como os poluentes orgânicos persistentes (POPs), e, consequentemente, a qualidade dessa água diminui.

Os corantes azo, usados na indústria têxtil e alimentícia, são exemplos de POPs. Quando entram no corpo humano, esses corantes podem ser metabolizados e gerar subprodutos tóxicos no organismo, através do consumo da água contaminada e alimentos contaminados, ou que já possuíam esses POPs em sua produção. Além disso, eles causam a bioacumulação, já que apenas uma porcentagem pequena é degradada na natureza.

Assim, a oxidação anódica entra como uma forma de Processo Eletroquímico de Oxidação Avançado (PEOAs) com a capacidade de tratar essa água contaminada, oxidando e mineralizando os compostos orgânicos em CO2, H2O e sais inorgânicos.

Eletroxidação de moléculas orgânicas

A eletroxidação de moléculas orgânicas pode ser utilizada para oxidar moléculas orgânicas, que em outro caso seriam descartadas. 

Como exemplo de molécula orgânica, há o glicerol, mais conhecido como glicerina. Na produção de biodiesel, a cada mil litros de combustível feito de óleos vegetais e gordura animal, são gerados cerca de 100 litros de glicerol. A geração desse resíduo pode poluir o ambiente quando descartado, o que faz sua eletroxidação ser uma alternativa sustentável, já que, a partir dela, é possível obter a formação de compostos utilizados nas indústrias farmacêutica, têxtil e cosmética.

Outra opção de composto orgânico é o metanol, originado de madeiras, sobras de reflorestamento ou gás natural. Sua eletroxidação é capaz de gerar eletricidade e matérias-primas, contribuindo para a redução desse poluente na natureza.

Eletroxidação e hidrogênio

A eletroxidação de moléculas orgânicas pode ser uma outra forma promissora de gerar hidrogênio, uma molécula com grande capacidade de armazenar energia renovável e crucial para a indústria alimentícia, como, por exemplo, para a produção de gorduras sólidas a partir da hidrogenação de óleos. 

Além disso, o hidrogênio é produzido, em parte, por meio da eletrólise da água, permitindo que seja utilizado como um vetor de energia através de dispositivos conhecidos como células a combustível, tornando-se uma alternativa limpa e eficiente aos combustíveis fósseis.

A produção de hidrogênio através da eletroxidação oferece várias vantagens, como a utilização de matérias-primas renováveis, como compostos orgânicos presentes em resíduos agrícolas ou industriais. Isso não só contribui para reduzir a dependência de fontes não renováveis, mas também ajuda a resolver questões relacionadas ao descarte adequado desses resíduos, promovendo uma abordagem mais sustentável e circular para a produção de energia.

Limitações

Apesar de todas as suas vantagens, a eletroxidação tem suas limitações, como:

• Alto custo de operação e manutenção;
• Alto consumo de energia;
• Formação de alguns subprodutos de reação;
• Grande tempo de retenção.

Além disso, ela depende do valor do pH, tipos dos metais dos eletrodos, concentração de moléculas a serem degradadas e da densidade de corrente. Mesmo assim, ela continua sendo uma das alternativas viáveis para o desenvolvimento sustentável.