Nossa abordagem de pesquisa

- criamos química para um futuro sustentável.

Gestão de carbono: Novas tecnologias para reações limpas em alta temperatura

Como a energia é necessária para realizar reações químicas, os combustíveis fósseis são a maior fonte de CO2 na indústria química. Os biscoitos a vapor BASF, por exemplo, devem atingir uma temperatura de 850°C para quebrar a nafta em olefinas e aromáticos para posterior processamento. Se essa energia pudesse vir da eletricidade renovável em vez do gás natural normalmente usado agora, as emissões de CO2 poderiam ser drasticamente reduzidas em até 90%. A BASF, portanto, pretende desenvolver o primeiro conceito de aquecimento elétrico do mundo para biscoitos a vapor nos próximos cinco anos. Ao mesmo tempo, será necessário realizar testes materiais para determinar quais materiais metálicos podem suportar altas correntes elétricas e são adequados para uso neste tipo de reator de alta temperatura. 

Mais sobre o compromisso da BASF com a proteção energética e climática e o Programa de Gestão de Carbono da BASF

Gestão de Carbono: Novo Processo de Hidrogênio Limpo

A produção de hidrogênio também libera volumes significativos de CO2. A indústria química usa grandes quantidades de hidrogênio como reagente. Na BASF, por exemplo, é usado na síntese de amônia. O hidrogênio também será essencial para muitas aplicações de armazenamento de energia e portadores de energia sustentáveis no futuro. Portanto, juntamente com parceiros de cooperação, a BASF está desenvolvendo uma nova tecnologia de processo para produzir hidrogênio a partir do gás natural. Esta tecnologia divide o gás natural diretamente em seus componentes de hidrogênio e carbono. O carbono sólido resultante pode potencialmente ser usado na produção de aço ou alumínio, por exemplo. Este processo de pirólise de metano requer relativamente pouca energia. Se essa energia vem de fontes renováveis, o hidrogênio pode ser produzido em escala industrial sem emissões de CO2. 

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Gestão de carbono: Novos catalisadores para olefinas limpas

Como um intermediário central de alto volume, as olefinas representam uma área particularmente importante na qual a BASF está procurando desenvolver novos processos de baixa emissão. As consideráveis emissões de CO2 resultantes dos métodos de produção atuais no biscoito a vapor também poderiam ser significativamente reduzidas por meio da "reforma seca" do metano. Este processo cria um gás de síntese que é então transformado em olefinas através de uma etapa de dimetilether intermediário. Os pesquisadores da BASF agora foram capazes de encontrar uma maneira de fazer isso pela primeira vez graças a novos sistemas catalisadores de alto desempenho. Esses catalisadores de nova geração são comercializados em cooperação com a Linde. Dependendo da disponibilidade de matérias-primas e eletricidade renovável, esse processo inovador pode ser um complemento ou uma alternativa ao potencial de aquecimento elétrico dos biscoitos a vapor. 

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Gestão de carbono: Nova química para usar CO2

A BASF também apresenta uma nova abordagem para o uso do CO2 como matéria-prima química: a produção de acrilato de sódio a partir de etileno e CO2. O acrilato de sódio é um importante material inicial para superbsorbents, que são amplamente utilizados em fraldas e outros produtos de higiene. Há alguns anos, pesquisadores do Laboratório de Pesquisa em Catalise (CaRLa) da Universidade de Heidelberg, apoiado pela BASF, conseguiram pela primeira vez fechar com sucesso o ciclo catalítico para essa reação. Enquanto isso, os especialistas da BASF fizeram avanços significativos na extensão desse processo a uma escala industrial e mostraram que ele pode ser implementado com sucesso em escala laboratorial em uma mini planta. Em comparação com o método atual de produção de superbsorbents à base de propileno, no novo processo o CO2 substituiria cerca de 30% dos combustíveis fósseis, desde que um processo de maior escala também se mostre estável e energeticamente favorável. 

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Experimentos virtuais e da vida real se complementam

As tecnologias digitais têm uma influência em rápida expansão na pesquisa e desenvolvimento. A gestão de grandes quantidades de dados tornou-se um fator decisivo para o sucesso científico e econômico futuro. Com a abordagem digital da BASF, a modelagem virtual e a simulação computacional andam lado a lado com experimentos físicos em laboratório: eles se complementam. Simulações ajudam no desenho de experimentos e facilitam a previsão, enquanto experimentos oferecem resultados mensuráveis e avaliam modelos de computador. Isso resulta em uma melhor compreensão dos produtos e processos químicos e, portanto, permite que uma maior inovação seja alcançada em um período mais curto de tempo.

Um elemento-chave é o novo  supercomputador que foi colocado em operação em outubro de 2017 em Ludwigshafen. Com 1,75 petaflops, oferece cerca de 10 vezes o poder de computação que a BASF dedica atualmente à computação científica. No ranking dos 500 maiores sistemas de computador do mundo, o supercomputador BASF ficou em 65º lugar na lista de junho de 2017.

As tecnologias digitais são indispensáveis para operações diárias de P&D

A digitalização oferece aos pesquisadores oportunidades adicionais para implementar suas ideias criativas e colaborar intensamente com outras pessoas ao redor do mundo. Na opinião dos especialistas da BASF, é essencial integrar tecnologias digitais diretamente ao trabalho diário das unidades de P&D. O acesso direto a sistemas baseados em conhecimento é necessário para permitir uma solução eficaz de problemas e abrir novos horizontes. Uma plataforma de aplicativos baseada em nuvem, por exemplo, tornará consideravelmente mais fácil para todos os pesquisadores expandir redes de conhecimento.

Nos últimos meses, os projetos bem-sucedidos dos pesquisadores da BASF já demonstraram o enorme potencial oferecido pela digitalização em pesquisa. Por exemplo, os pesquisadores foram capazes pela primeira vez de realizar uma investigação sistemática de dados sobre catalisadores utilizados na produção do óxido de etileno intermediário. A pesquisa encontrou correlações entre as formulações e as propriedades de aplicação dos catalisadores, o que possibilitou prever seu desempenho e vida útil de forma mais precisa e rápida.

Outro exemplo são simulações computacional de microencapsulação. É usado para proteger ingredientes ativos, por exemplo, de umidade e oxigênio. Simulações ajudam a entender melhor e prever as complexas interações químicas e físicas dentro da microcápsula, permitindo um planejamento mais preciso das séries de testes laboratoriais.

Modelos agronômicos apoiam agricultores

A BASF desempenha um papel importante na transformação digital da agricultura, contando com cooperações internas e externas. O aplicativo on-line Maglis® ajuda os agricultores a usar as informações disponíveis de forma mais eficiente e tomar melhores decisões sobre as culturas em seus campos. A ZedX, adquirida pela BASF em 2017, é especializada no desenvolvimento de modelos agronômicos para clima, crescimento vegetal e infestação por doenças, plantas e pragas. BASF e ZedX já desenvolveram conjuntamente um modelo que, com base em condições climáticas e ambientais, identifica a janela de aplicação correta para um herbicida BASF.

Biotecnologia branca: enzima termoset para nutrição animal

Pesquisadores da BASF da plataforma de pesquisa científica desenvolveram uma fitose otimizada (Natuphos®E) para nutrição animal. Phytase é uma enzima que ajuda os animais a digerir melhor o fosfato contido nas plantas. Mas muitas enzimas são sensíveis ao calor e podem ser destruídas por altas temperaturas no processo de granulação usado para produzir concentrado para animais, tornando as enzimas ineficazes. Para desenvolver uma fitofemada termodefinida eficaz, os pesquisadores da BASF examinaram numerosas fitos diferentes que existem em bactérias e, em seguida, desenvolveram o melhor híbrido possível a partir deles usando métodos biotecnológicos. Isso foi então melhorado e uma variedade de produção adequada baseada no fungo Aspergillus niger foi desenvolvida para fermentação (produção biotecnológica) da enzima. O novo phytase já foi lançado em alguns países da Ásia, América do Sul e Estados Unidos e está atualmente em fase de aprovação em outros países.

Catalisador: valor agregado para esfregar gás de escape e refinarias

A plataforma de pesquisa Process Research & Chemical Engineering trabalha com zeolitos especiais, como o chabasite de cobre da BASF, que desempenham um papel vital nos catalisadores de controle de emissões para motores diesel porque são especialmente eficientes na remoção de óxidos de nitrogênio de gases de escape. A demanda por modernos sistemas de conversor catalítico para carros está crescendo constantemente graças a regulamentos de emissões cada vez mais rigorosos. Para atender a essa demanda, os pesquisadores da BASF estão trabalhando continuamente no desenvolvimento da próxima geração de zeolitos especiais. Usando matérias-primas e processos sofisticados, eles podem ajustar o tamanho dos poros para produzir partículas mais consistentes.BASF también ha desarrollado una tecnología de catalizador a base de boro (BoroCat^TM) que permite a las refinerías aumentar el rendimiento de productos valiosos como gasolina, diésel y otros combustibles del petróleo crudo. El níquel contenido en el petróleo crudo presenta un desafío particular para el procesamiento posterior, ya que aumenta significativamente la generación de subproductos indeseables como el coque de petróleo y el hidrógeno. Con una estructura de poros optimizada, el nuevo catalizador BoroCat Fluid Catalytic Cracking (FCC) intercepta el níquel en el procesamiento, evitando así reacciones químicas indeseables.

Plásticos: minimizando com sucesso ruído e vibração

Para a plataforma Advanced Materials & Systems Research, o foco foi o tema "Ruído, Vibração e Dureza". Especialistas da BASF estão investigando as possibilidades de minimizar ruídos e vibrações indesejados projetando materiais e componentes. Isso é cada vez mais importante à medida que os níveis de ruído de fundo e as vibrações continuam a subir à medida que nossos ambientes domésticos e de trabalho se tornam mais automatizados. Ao mesmo tempo, os ruídos estão mudando. Na eletromobilidade, por exemplo, o ruído do motor é mais silencioso, mas outras frequências irritantes se tornam mais proeminentes e precisam ser reduzidas. Outro exemplo são os eletrodomésticos. Com o surgimento da urbanização, mais e mais pessoas vivem em espaços confinados. Não só as casas têm mais eletrodomésticos, como os equipamentos estão se tornando mais poderosos. É necessário minimizar o ruído e vibração resultantes. Uma equipe interdisciplinar de químicos, físicos e engenheiros da BASF está melhorando várias soluções de polímeros que podem ser usadas para otimizar frequências na faixa que podem ser sentidas e ouvidas: de 1 a 20.000 Hertz. Dependendo da faixa de frequência e requisitos, o equipamento é capaz de alterar o desenho dos componentes e/ou da estrutura molecular ou de espuma dos materiais utilizados (poliamidas, poliuretanos, espumas de resina de melamina) com simulações de computador.