Este nuevo polímero de coordinación poroso tiene estructuras moleculares en forma de hélice que permiten la captura selectiva de CO2, y convertir eficientemente el CO2 en materiales de carbono útiles. Crédito:Mindy Takamiya
Un nuevo material que puede capturar selectivamente dióxido de carbono (CO 2 ) moléculas y convertirlas de manera eficiente en materiales orgánicos útiles ha sido desarrollado por investigadores de la Universidad de Kioto, junto con colegas de la Universidad de Tokio y la Universidad Normal de Jiangsu en China. Describen el material en la revista. Comunicaciones de la naturaleza .
El consumo humano de combustibles fósiles ha provocado un aumento de las emisiones de CO2 a nivel mundial 2 emisiones, dando lugar a graves problemas asociados con el calentamiento global y el cambio climático. Una forma posible de contrarrestar esto es capturar y secuestrar carbono de la atmósfera, pero los métodos actuales consumen mucha energía. La baja reactividad del CO 2 hace que sea difícil capturarlo y convertirlo de manera eficiente.
"Hemos diseñado con éxito un material poroso que tiene una alta afinidad por el CO 2 moléculas y puede convertirlo rápida y eficazmente en materiales orgánicos útiles, "dice Ken-ichi Otake, Químico de materiales de la Universidad de Kyoto del Instituto de Ciencias Integradas de Materiales Celulares (iCeMS).
El material es un polímero de coordinación poroso (PCP, también conocido como MOF; estructura organometálica), una estructura que consta de iones de zinc metálico. Los investigadores probaron su material utilizando análisis estructural de rayos X y encontraron que solo puede capturar selectivamente CO 2 moléculas con diez veces más eficiencia que otros PCP.
El material tiene un componente orgánico con una estructura molecular similar a una hélice, y como CO 2 las moléculas se acercan a la estructura, giran y se reorganizan para permitir la captura de C02, dando como resultado cambios leves en los canales moleculares dentro del PCP, esto le permite actuar como un tamiz molecular que puede reconocer moléculas por tamaño y forma. El PCP también es reciclable; la eficacia del catalizador no disminuyó incluso después de 10 ciclos de reacción.
"Uno de los enfoques más ecológicos para la captura de carbono es reciclar el dióxido de carbono en productos químicos de alto valor, como los carbonatos cíclicos que se pueden utilizar en productos petroquímicos y farmacéuticos, "dice Susumu Kitagawa, químico de materiales en la Universidad de Kyoto.
Después de capturar el carbono, el material convertido se puede utilizar para hacer poliuretano, un material con una amplia variedad de aplicaciones, incluida la ropa, electrodomésticos y embalajes.
Este trabajo destaca el potencial de los polímeros de coordinación porosos para atrapar el dióxido de carbono y convertirlo en materiales útiles, abriendo una vía para futuras investigaciones sobre materiales de captura de carbono.
