El metanol es un químico versátil y eficiente que se utiliza como combustible en la producción de innumerables productos. Dióxido de carbono (CO2), por otra parte, es un gas de efecto invernadero que es un subproducto no deseado de muchos procesos industriales.

Convertir CO2 en metanol es una forma de hacer un buen uso del CO2. En una investigación publicada hoy en Ciencias , Los ingenieros químicos del Instituto Politécnico Rensselaer demostraron cómo hacer que el proceso de conversión de CO2 a metanol sea más eficiente mediante el uso de una membrana de separación altamente eficaz que produjeron. Este avance los investigadores dijeron, podría mejorar una serie de procesos industriales que dependen de reacciones químicas en las que el agua es un subproducto.

Por ejemplo, la reacción química responsable de la transformación del CO2 en metanol también produce agua, que restringe severamente la reacción continua. El equipo de Rensselaer se propuso encontrar una manera de filtrar el agua a medida que se producía la reacción. sin perder otras moléculas de gas esenciales.

Los investigadores ensamblaron una membrana compuesta de iones de sodio y cristales de zeolita que fue capaz de penetrar el agua de forma rápida y cuidadosa a través de pequeños poros, conocidos como nanocanales de conducción de agua, sin perder moléculas de gas.

"El sodio puede regular o sintonizar, permeación de gas, "dijo Miao Yu, un profesor titular de la cátedra de ingeniería química y biológica y miembro del Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios (CBIS) en Rensselaer, quien dirigió esta investigación. "Es como si los iones de sodio estuvieran en la puerta y solo dejaran pasar el agua. Cuando entra el gas inerte, los iones bloquearán el gas ".

En el pasado, Yu dijo, este tipo de membrana era susceptible a defectos que permitirían la fuga de otras moléculas de gas. Su equipo desarrolló una nueva estrategia para optimizar el ensamblaje de los cristales, que eliminó esos defectos.

Cuando el agua se eliminó eficazmente del proceso, Yu dijo, el equipo descubrió que la reacción química podía ocurrir muy rápidamente.

"Cuando podamos sacar el agua, el equilibrio cambia, lo que significa que se convertirá más CO2 y se producirá más metanol, "dijo Huazheng Li, investigador postdoctoral en Rensselaer y primer autor del artículo.

"Esta investigación es un excelente ejemplo de las importantes contribuciones que el profesor Yu y su equipo están haciendo para abordar los desafíos interdisciplinarios en el área del agua, energía, y el medio ambiente, "dijo Deepak Vashishth, director de CBIS. "El desarrollo y despliegue de membranas a medida por parte del grupo del profesor Yu promete ser muy eficaz y práctico".

El equipo ahora está trabajando para desarrollar un proceso escalable y una empresa de nueva creación que permitiría que esta membrana se usara comercialmente para producir metanol de alta pureza.

Yu dijo que esta membrana también podría usarse para mejorar otras reacciones.

"En la industria hay tantas reacciones limitadas por el agua, "Dijo Yu." Esta es la única membrana que puede funcionar de manera altamente eficiente en las duras condiciones de reacción ".