Si el CO ₂ el contenido de la atmósfera no aumentará más, el dióxido de carbono debe convertirse en otra cosa. Sin embargo, como CO ₂ es una molécula muy estable, esto solo se puede hacer con la ayuda de catalizadores especiales. El principal problema con estos catalizadores ha sido hasta ahora su falta de estabilidad:después de cierto tiempo, muchos materiales pierden sus propiedades catalíticas.

En TU Wien, se están realizando investigaciones sobre una clase especial de minerales:las perovskitas, que hasta ahora se han utilizado para células solares, como materiales de ánodo o componentes electrónicos más que por sus propiedades catalíticas. Ahora, los científicos de TU Wien han logrado producir una perovskita especial que es excelentemente adecuada como catalizador para convertir CO ₂ en otras sustancias útiles, como los combustibles sintéticos. El nuevo catalizador de perovskita es muy estable y también relativamente barato. por lo que sería adecuado para uso industrial.

Cómo cerrar el ciclo del carbono

"Estamos interesados ​​en la llamada reacción de cambio inverso de agua y gas, "dice el profesor Christoph Rameshan del Instituto de Química de Materiales en TU Wien." En este proceso, el dióxido de carbono y el hidrógeno se convierten en agua y monóxido de carbono. Luego puede procesar más el monóxido de carbono, por ejemplo en metanol, otros materiales de base química o incluso en combustible ".

Esta reacción no es nueva, pero realmente no se ha implementado a escala industrial para CO ₂ utilización. Tiene lugar a altas temperaturas, lo que contribuye al hecho de que los catalizadores se descomponen rápidamente. Este es un problema particular cuando se trata de materiales costosos, como los que contienen metales raros.

Christoph Rameshan y su equipo investigaron cómo adaptar un material de la clase de perovskitas específicamente para esta reacción. y tuvo éxito:"Probamos algunas cosas y finalmente se nos ocurrió una perovskita hecha de cobalto, planchar, calcio y neodimio que tiene excelentes propiedades, "dice Rameshan.

Átomos que migran a través del cristal.

Debido a su estructura cristalina, la perovskita permite que ciertos átomos migren a través de ella. Por ejemplo, durante la catálisis, Los átomos de cobalto del interior del material viajan hacia la superficie y forman pequeñas nanopartículas allí, que son entonces particularmente químicamente activos. Al mismo tiempo, Se forman las llamadas vacantes de oxígeno, posiciones en el cristal donde un átomo de oxígeno debería asentarse. Es precisamente en estos puestos vacantes donde CO ₂ las moléculas pueden acoplarse particularmente bien, para luego disociarlo en oxígeno y monóxido de carbono.

"Pudimos demostrar que nuestra perovskita es significativamente más estable que otros catalizadores, ", dice Christoph Rameshan." También tiene la ventaja de que se puede regenerar:si su actividad catalítica disminuye después de cierto tiempo, simplemente puede restaurarlo a su estado original con la ayuda de oxígeno y continuar usándolo ".

Las evaluaciones iniciales muestran que el catalizador también es económicamente prometedor. "Es más caro que otros catalizadores, pero solo en un factor de tres, y es mucho más duradero, ", dice Rameshan." Ahora nos gustaría intentar reemplazar el neodimio con algo más, lo que podría reducir el costo aún más ".

La planta industrial con producción de combustible incorporada

Teóricamente Podrías usar estas tecnologías para obtener CO ₂ fuera de la atmósfera, pero para hacerlo primero tendría que concentrar el dióxido de carbono, y eso requiere una cantidad considerable de energía. Por lo tanto, es más eficiente convertir primero CO ₂ donde se produce en grandes cantidades, como en plantas industriales. "Simplemente podría agregar un reactor adicional a las plantas existentes que actualmente emiten una gran cantidad de CO ₂ , en el que el CO ₂ primero se convierte en CO y luego se procesa más, "dice Christoph Rameshan. En lugar de dañar el clima, una planta industrial de este tipo generaría beneficios adicionales.