Un nuevo catalizador descompone el dióxido de carbono en productos químicos útiles más rápido, más económico, y más eficiente que el método estándar, informa un equipo de investigadores en la edición de esta semana de PNAS . El descubrimiento podría hacer posible convertir económicamente el dióxido de carbono en combustibles.

El dióxido de carbono es un abundante gas. De hecho, es demasiado abundante y el dióxido de carbono adicional en la atmósfera está cambiando el clima del planeta. Sabiendo esto muchos químicos están trabajando en formas eficientes de convertir el dióxido de carbono en otros productos útiles. Pero la estabilidad del dióxido de carbono lo hace difícil. Es difícil conseguir la molécula feliz solo, reaccionar con cualquier otra cosa.

La mejor técnica existente para romper electroquímicamente el dióxido de carbono en pedazos que reaccionarán químicamente utiliza un catalizador hecho de platino. Pero el platino es raro metal caro.

Ahora, un equipo de investigadores dirigido por Yongtao Meng, ex estudiante de posgrado de la UConn en el laboratorio del director del Instituto de Ciencia de Materiales, Steve Suib, y ahora investigador de la Universidad de Stanford, ha ideado una forma mejor. Crearon una celda electroquímica llena de un poroso, catalizador espumoso hecho de níquel y hierro. Ambos metales son baratos y abundantes. Cuando el gas de dióxido de carbono ingresa a la celda electroquímica, y se aplica un voltaje, el catalizador ayuda al dióxido de carbono (un átomo de carbono con dos oxígenos) a romper el oxígeno para formar monóxido de carbono (un átomo de carbono con un oxígeno). El monóxido de carbono es muy reactivo y un precursor útil para fabricar muchos tipos de productos químicos. incluidos plásticos y combustibles como la gasolina.

No solo funciona bien el nuevo catalizador de níquel-hierro; en realidad, es más eficiente que el costoso proceso de platino que podría reemplazar. La celda electroquímica que utiliza el catalizador de níquel-hierro obtiene una eficiencia de casi el 100%.

"Es casi inaudito. Por lo general, en un buen sistema obtendrá una eficiencia del 90 al 95%, pero puede que no sea estable puede que no funcione con el mismo voltaje bajo o que no sea barato, "dice Suib. Este proceso tiene todo eso.

El laboratorio de Suib utilizó microscopía electrónica de transmisión de barrido para mapear secciones transversales del nuevo catalizador de níquel-hierro, revelando su estructura interna. Técnicamente es un carbonato de hidróxido de hierro y níquel, con una estructura porosa que permite que el gas dióxido de carbono fluya a través de ella. El trabajo de microscopía de Suib mostró que el catalizador permaneció intacto y no se degradó con el uso.

El siguiente paso del proceso es ver si se puede ampliar, hecho a granel, y probado en situaciones industriales como plantas de energía que producen grandes cantidades de dióxido de carbono como producto de desecho.