Una concepción de un nuevo catalizador que convierte el dióxido de carbono y el agua en metanol:el catalizador utiliza nanotubos de carbono para crear una "autopista" para los electrones. Crédito:laboratorio de Hailiang Wang
Hacer metanol ahora es mucho más fácil, ahora que los químicos de Yale han abierto una nueva autopista de electrones.
El descubrimiento, publicado en línea el 27 de noviembre en la revista Naturaleza , encuentra una solución novedosa para dos tareas químicas:producir metanol, un volátil, combustible líquido apreciado por la industria y que elimina el dióxido de carbono de la atmósfera. Hailiang Wang, profesor asistente de química en Yale y miembro del Instituto de Ciencias de la Energía en el Campus Oeste de Yale, dirigió la investigación.
El metanol se utiliza en una variedad de productos, incluyendo anticongelante, diluyentes de pintura, y limpiacristales. También se utiliza para producir combustible biodiesel, plástica, madera contrachapada, y ropa de planchado permanente.
Los investigadores de Yale desarrollaron un catalizador que convierte el dióxido de carbono y el agua en metanol utilizando electricidad. Es un tipo de catalizador llamado electrocatalizador molecular heterogéneo:"heterogéneo" porque es un material catalizador sólido que opera en un electrolito líquido, y "molecular" porque el sitio activo del catalizador es una estructura molecular.
La estructura distintiva del nuevo catalizador es la clave, Dijo Wang.
Él y su equipo anclaron moléculas individuales de ftalocianina de cobalto (o su derivado) en la superficie de nanotubos de carbono, tubos de tamaño nanométrico de capas de grafeno enrolladas. Los nanotubos actúan como una autopista para los electrones, creando una entrega rápida y continua de electrones a los sitios catalíticos para convertir el dióxido de carbono en metanol. Es un proceso de reducción de seis electrones, los investigadores dijeron, lo que significa que se inyectan seis electrones en una molécula de dióxido de carbono.
Yueshen Wu (izquierda) y Xu Lu, coautores del nuevo estudio. Crédito:laboratorio de Hailiang Wang
Antes de este descubrimiento, una entrega más limitada de electrones (un proceso de reducción de dos electrones) significaba que los catalizadores moleculares solo podían convertir el dióxido de carbono en productos como el monóxido de carbono.
"Los catalizadores moleculares heterogeneizados permiten a nuestro grupo hacer nueva química y química conocida de mejores maneras, y este es un ejemplo, "Dijo Wang.
Yueshen Wu, un estudiante de posgrado en Yale, es el primer autor del estudio. Los coautores son el becario postdoctoral Xu Lu de Yale y el profesor asociado Yongye Liang y el estudiante graduado Zhan Jiang de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur de China.
