A catálise permite acelerar a reação química e orientar o seu resultado final. Está presente em mais de 80 por cento dos processos químicos e tem um valor considerável, pois representa entre 30 a 40 por cento do PIB dos países desenvolvidos. O investigador José Luís Figueiredo, do laboratório associado ALICE, ligado à Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), é um dos grandes especialistas nacionais nesta matéria.

Segundo a prestigiada revista científica Nature, a invenção mais importante do século XX foi um processo catalítico: a síntese do amoníaco a partir dos elementos azoto e hidrogénio. É que o amoníaco é a base dos adubos químicos e foi este processo catalítico que permitiu melhorar a produtividade das terras e das culturas, acompanhando o crescimento populacional.

Por vezes, nem nos apercebemos como a catálise está tão presente e nos ajuda no dia-a-dia. Um bom exemplo são os automóveis a gasolina ou gasóleo. Todos eles, sem exceção, têm um catalisador no tubo de escape para limpar os gases que saem da combustão. Este é, aliás, um catalisador particularmente eficiente e complexo, porque é responsável simultaneamente por duas reações químicas opostas: oxidação e redução.

O grupo de trabalho de José Luís Figueiredo tem usado a catálise com materiais de carbono modificados para fins de proteção ambiental, nomeadamente no tratamento de águas e gases. Na origem destas aplicações industriais – e de várias outras ainda experimentais – está um artigo publicado e com forte reconhecimento internacional, que já teve mais de duas mil citações. Nele, este investigador explica como modificar a química superficial do material, adequando-o à reação pretendida.

As propriedades dos materiais de carbono são facilmente ajustadas ao fim pretendido. Pode-se alterar a química superficial e controlar o tipo, o tamanho e a arquitetura dos poros – o que lhes dá uma grande flexibilidade e abre o leque de aplicações. O grupo de investigação de José Luís Figueiredo começou pela catálise ambiental, com os processos de oxidação avançada, mas recentemente obteve sucesso com a ozonização foto-catalítica para eliminação de poluentes – tendo patenteado um reator que combina estes dois processos de oxidação: ozonização e foto-catálise.

Por outro lado, estão a ser desenvolvidos catalisadores eficientes à base de materiais de carbono isentos de platina para a conversão de energia (células de combustível e eletrolisadores) e para a transformação da biomassa em produtos de elevado valor acrescentado.