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Âmbito:
Os combustíveis fósseis fornecem a maior parte da energia mundial e também fornecem as matérias-primas, ou matérias-primas, para muitos produtos essenciais do dia a dia. Embora o fornecimento de energia esteja se tornando cada vez mais descarbonizado, a produção de combustíveis, produtos químicos e materiais requer átomos de carbono como matérias-primas. No entanto, sua produção pode ser "desfossilizada" utilizando energia renovável e fontes alternativas de carbono. Da mesma forma, uma abordagem de economia circular oferece espaço para reduzir dependências externas e obter outras matérias-primas moleculares essenciais, incluindo matérias-primas críticas, a partir de resíduos.
Este Desafio Pathfinder, portanto, concentra-se no desenvolvimento de tecnologias de próxima geração que transformem os atuais fluxos problemáticos de resíduos em blocos de construção essenciais para uma futura economia circular. Além disso, concentra-se especificamente em tipos de materiais poliméricos sintéticos atualmente não recicláveis ou difíceis de reciclar (incluindo, entre outras coisas, misturas de diferentes tipos de plásticos, materiais compósitos poliméricos, micro/nanoplásticos, resíduos plásticos não tratados, fraldas, borracha, etc.), gases de combustão, águas residuais e salmouras de dessalinização de água do mar. As propostas devem ter como alvo, fluxos reais de resíduos industriais e domésticos, onde os métodos atuais de reciclagem enfrentam barreiras intransponíveis, por exemplo, devido a impurezas, presença de aditivos nocivos, misturas de materiais inseparáveis ou materiais não biodegradáveis. Um efeito colateral importante é a remediação de fluxos de resíduos em relação a micro/nanoplásticos, metais traço e substâncias nocivas. Essas novas tecnologias devem ser escaláveis, facilmente aplicáveis e fornecer produtos com maior valor econômico em comparação com a destruição de resíduos.
O escopo das soluções tecnológicas abordadas neste Desafio limita-se às seguintes tecnologias com Níveis de Prontidão Tecnológica (TRLs) atualmente baixos, onde se esperam sinergias significativas ao trabalhar em um portfólio do Desafio: dispositivos de reforma solar e biologia sintética, mineração de salmoura e tecnologias integradas de captura e conversão. Processos de remediação microbiana e fotocatalítica também estão incluídos. Ciência computacional de materiais e IA, e biologia sintética de baixo para cima, são apoiadas como facilitadores-chave no nível de pesquisa fundamental.
Abordagens termoquímicas (como pirólise ou gaseificação) e reciclagem química "escura" (não induzida pela luz) estão fora do escopo deste Desafio Pathfinder. Da mesma forma, resíduos de alimentos e biomassa, resíduos metálicos a granel tradicionais, vidro, papel, papelão e resíduos de mono-PET também estão fora do escopo.
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