Químicos de Yale trabajan en un nuevo método para eliminar el dióxido de carbono
Investigadores lograron convertir el CO₂ en formiato, un compuesto químico que se utiliza principalmente en conservantes y pesticidas. El mismo método podría servir para convertir el gas de efecto invernadero en otras sustancias.
El dióxido de carbono (CO₂) es uno de los gases de efecto invernadero que están provocando que la temperatura del planeta esté en aumento. Al ser producido de manera importante por la actividad humana, es la humanidad la que tiene en sus manos reducir su emisión, principalmente disminuyendo o eliminando el uso de combustibles fósiles.
Actualmente se trabaja, sobre todo, en monóxido de carbono (CO), un gas producido por la combustión incompleta de combustibles fósiles (como el carbón, el gas natural y el petróleo), que es igual o más tóxico que el CO₂, pero tiene menos efecto invernadero.
Pero otra alternativa es la que ofrece un grupo de investigadores de la Universidad de Yale (EE.UU.), que logró un método para transformar el CO₂ en un compuesto químico conocido como formiato, que se utiliza principalmente en conservantes y pesticidas, y que podría ser una fuente potencial de otros materiales.
En busca de un producto menos contaminante
Para lograrlo, los investigadores se centraron en un tipo de sistema catalítico relativamente poco explorado, denominado catalizador molecular inmovilizado, en este caso, de manganeso unido a silicio poroso semiconductor y oxidado térmicamente, según señalan en el estudio publicado en la revista Chem.
“El formiato es un producto muy atractivo, ya que representa un potencial paso hacia materiales de uso industrial en grandes cantidades”, afirmó James Mayer, uno de los investigadores principales, en un comunicado de la universidad. “Nuestro trabajo abre la puerta al uso de silicio poroso de fácil acceso como soporte para catalizadores moleculares, en parte porque demuestra que la presencia de una fina capa de óxido mejora la selectividad y la estabilidad del catalizador”, aseguró.
Otro equipo de la misma universidad, publicó en febrero, un método para eliminar el CO₂ y convertirlo en metanol, un combustible líquido utilizado en motores de combustión interna y otras aplicaciones.
La transformación del CO₂ en metanol es una reacción química de dos pasos. Primero, el CO₂ reacciona con un catalizador para convertirse en monóxido de carbono y, a continuación, el CO experimenta una reacción catalítica para convertirse en metanol.
“Esta es una nueva estrategia que lleva la reducción de CO₂ en metanol a un nuevo nivel”, afirmó Hailiang Wang.
Desafíos para llevarlo a gran escala
Transformar el CO₂ en productos utilizables a escala industrial es un desafío complejo, ya que se requieren nuevos catalizadores que funcionen en condiciones más suaves (temperaturas y presiones menos extremas) y presenten mayor productividad y estabilidad que los catalizadores disponibles actualmente, sostiene la publicación. Por lo que el hallazgo amplía las posibilidades de abordar los problemas medioambientales transformando los gases de efecto invernadero en productos útiles.
“La mayoría de nuestros combustibles y productos químicos básicos se derivan actualmente de combustibles fósiles”, afirmó Nilay Hazari, coautor del estudio. “Su combustión contribuye al calentamiento global y su extracción puede ser perjudicial para el medioambiente. Por lo tanto, existe una necesidad apremiante de explorar materias primas químicas alternativas”.
“Saber que estas modificaciones superficiales pueden utilizarse para optimizar la catálisis será, con suerte, de gran utilidad para futuros catalizadores híbridos que utilicen silicio poroso”, agregó Eleanor Stewart-Jones, estudiante de posgrado en Química en Yale y coautora del estudio.
Los investigadores también señalaron que el descubrimiento podría tener aplicaciones para catalizadores que funcionan con otras materias primas químicas, más allá del CO₂.
Referencias de la noticia:
- Comunicado Universidad de Yale. Yale chemists discover a new method for reducing carbon dioxide.
- Artículo en Chem. Photoelectrocatalytic reduction of CO2 to formate using immobilized molecular manganese catalysts on oxidized porous silicon.
- Comunicado Universidad de Yale. Yale’s Game-Changing Method Turns Carbon Dioxide Into Usable Energy With Incredible Efficiency.
- Artículo en Nature Nanotechnology. Molecular-scale CO spillover on a dual-site electrocatalyst enhances methanol production from CO2 reduction.