En tiempos recientes, La tecnología de conversión electroquímica (e-química), que convierte el dióxido de carbono en compuestos de alto valor agregado utilizando electricidad renovable, ha atraído la atención de la investigación como tecnología de utilización de captura de carbono (CCU). Esta tecnología de recursos de carbono verde emplea reacciones electroquímicas que utilizan dióxido de carbono y agua como la única materia prima química para sintetizar varios compuestos. en lugar de los combustibles fósiles convencionales. CO electroquímico ₂ La conversión puede producir moléculas importantes y de valor agregado en la industria petroquímica, como el monóxido de carbono y el etileno. Etileno, conocido como el 'arroz de la industria, 'es ampliamente utilizado para producir diversos productos químicos y polímeros, pero es más difícil de producir a partir de CO electroquímico ₂ reducción. La falta de comprensión de la vía de reacción por la cual el dióxido de carbono se convierte en etileno ha limitado el desarrollo de sistemas catalizadores de alto rendimiento y ha avanzado en su aplicación para producir productos químicos más valiosos.

Para superar esta limitación, Un equipo de investigación nacional en Corea del Sur ha logrado un gran avance al revelar un intermedio clave que desencadena el camino en la reacción de producción de etileno. La Dra. Yun-Jeong Hwang y su equipo en el Centro de Investigación de Energía Limpia del Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST) han anunciado que han observado con éxito los intermedios clave adsorbidos en la superficie de un catalizador a base de cobre durante el CO electroquímico. ₂ reducción a la producción de etileno y analizó su comportamiento en tiempo real. Esta investigación se realizó en colaboración con el profesor Woo-Yul Kim y su equipo en el Departamento de Ingeniería Química y Biológica, Universidad de Mujeres de Sookmyung, con el apoyo del proyecto de desarrollo de tecnología de respuesta al cambio climático (Next Generation Carbon Upcycling Project Group, dirigido por Ki-Won Jun).

Se ha informado de que los catalizadores a base de cobre pueden promover la conversión de dióxido de carbono para sintetizar no solo monóxido de carbono o ácido fórmico relativamente simples, sino también compuestos de múltiples carbonos como etileno y etanol. Sin embargo, El desarrollo de tecnología de control para sintetizar selectivamente compuestos de alto valor agregado ha sido limitado debido a la ausencia de información sobre los principales intermedios y vías de la reacción de formación de enlaces carbono-carbono.

Mediante espectroscopia infrarroja, el equipo de investigación observó el intermediario responsable de la formación del intermedio etileno (OCCO) así como el responsable de la producción de metano (CHO). El intermedio es un dímero de monóxido de carbono formado durante la reacción de conversión de dióxido de carbono en la superficie del catalizador de nanopartículas de cobre. Como resultado, monóxido de carbono y el intermedio de etileno (OCCO) se produjeron al mismo tiempo, Considerando que el metanol intermedio (CHO) se produjo relativamente más lento que los otros dos intermedios, sugiriendo la posibilidad de mejorar aún más la selectividad de la formación de compuestos en la superficie del catalizador controlando la ruta de reacción.

Además, hidróxido de cobre (Cu (OH) ₂ ) se propuso el nanoalambre como un catalizador prometedor que presenta un rendimiento excelente hacia la producción de etileno al acelerar la formación de enlaces carbono-carbono. El equipo de investigación descubrió que había múltiples sitios catalíticos en los que el monóxido de carbono se puede adsorber en la superficie del catalizador derivado del hidróxido de cobre y que el monóxido de carbono adsorbido en un sitio específico forma rápidamente un intermedio a través de la formación de enlaces carbono-carbono. Se espera que la investigación adicional sobre este intermedio contribuya significativamente a la identificación de los sitios activos para la reacción de formación del enlace carbono-carbono. que ha sido objeto de debate.

"El éxito de este estudio es significativo porque ha presentado una dirección clave para la investigación básica relacionada con la fotosíntesis artificial que ha sido inexplorada en Corea". a través de una investigación conjunta del instituto de investigación y la universidad, ", dijo el Dr. Yun-Jeong Hwang de KIST." Basado en esto, podremos contribuir significativamente al crecimiento de la tecnología de conversión de recursos de carbono de próxima generación basada en energía sostenible en respuesta al cambio climático ".