(Izquierda) Esquema que muestra la producción de metanol por reducción electrocatalítica de dióxido de carbono usando el catalizador de espuma PD-Zn / Ag. (Derecha) Imagen de microscopía electrónica de barrido de la superficie del catalizador de espuma PD-Zn / Ag. Las áreas con "agujeros" son la espuma de plata, mientras que las otras partes muestran las dendritas de zinc que se encuentran sobre ella. Crédito:Universidad Nacional de Singapur
Los químicos de NUS han desarrollado un catalizador nanoestructurado altamente eficiente basado en zinc y plata que puede convertir dióxido de carbono, un contaminante ambiental y gas de efecto invernadero, al metanol para su uso como materia prima química y combustible.
La reducción electrocatalítica de dióxido de carbono utilizando electricidad renovable y un catalizador apropiado es un método de fabricación ecológico prometedor para producir productos químicos y combustibles de forma sostenible. El metanol es uno de los productos más valiosos que se pueden generar a partir de este proceso. Aparte de su uso como combustible, también se emplea como componente químico para producir sustancias químicas más complejas, como el ácido acético. Si bien la estructura química del metanol puede ser simple, su eficiencia de conversión del dióxido de carbono es pobre.
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Yeo Boon Siang, Jason del Departamento de Química, NUS en colaboración con el Dr. Federico Calle-Vallejo de la Universidad de Barcelona, España ha descubierto que las dendritas de zinc depositadas sobre espuma de plata (denominada espuma PD-Zn / Ag), se puede utilizar como catalizador para convertir dióxido de carbono en metanol con alta eficiencia. Metales de zinc y plata por sí mismos, y sus aleaciones, son más eficaces para convertir el dióxido de carbono en monóxido de carbono. Sin embargo, modelándolos a escala nanométrica, se puede mejorar su funcionalidad como catalizador. La espuma de PD-Zn / Ag resultante es capaz de producir metanol con una eficiencia Faradaica y una densidad de corriente que alcanza el 10,5% y -2,7 mA / cm 2 , respectivamente. Esto representa un aumento de diez veces con respecto a los catalizadores convencionales de zinc-plata. Usando resultados experimentales y cálculos teóricos, Se identificó que los sitios catalíticamente activos eran dendritas de zinc deformadas depositadas sobre el material de soporte de plata. Estos sitios activos se unen fuertemente a intermedios de monóxido de carbono, que a su vez facilitan su conversión en metanol.
El profesor Yeo dijo:"Este trabajo ilustra que los sistemas bimetálicos nanoestructurados pueden mejorar tanto la actividad como la selectividad de la reacción catalítica de reducción de dióxido de carbono. El resultado de la investigación se puede aprovechar para diseñar y sintetizar catalizadores con una funcionalidad mejorada".
Sobre la base de los resultados de la investigación de su trabajo, el equipo de investigación planea desarrollar catalizadores con mayor eficiencia de conversión de metanol.
