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Los investigadores de la Universidad Estatal de Oregón han logrado un avance clave en la búsqueda de la química verde de convertir el dióxido de carbono del gas de efecto invernadero en formas reutilizables de carbono mediante la reducción electroquímica.
Publicado en Energía de la naturaleza , el estudio dirigido por Zhenxing Feng de la Facultad de Ingeniería de OSU y colegas de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur de China y la Universidad de Stanford describe un nuevo tipo de electrocatalizador.
El catalizador puede promover selectivamente un CO 2 reacción de reducción que da como resultado un producto deseado:el monóxido de carbono fue la elección en esta investigación. Un catalizador es todo aquello que acelera la velocidad de una reacción química sin ser consumido por la reacción.
"La reducción de dióxido de carbono es beneficiosa para un medio ambiente limpio y un desarrollo sostenible, "dijo Feng, profesor asistente de ingeniería química. "En contraste con el CO tradicional 2 reducción que utiliza métodos químicos a altas temperaturas con una alta demanda de energía extra, CO electroquímico 2 Las reacciones de reducción se pueden realizar a temperatura ambiente usando una solución líquida. Y la electricidad necesaria para el CO electroquímico 2 la reducción se puede obtener de fuentes de energía renovables como la energía solar, permitiendo así procesos completamente verdes ".
Una reacción de reducción significa que uno de los átomos involucrados gana uno o más electrones. En la reducción electroquímica de dióxido de carbono, Los nanocatalizadores metálicos han demostrado el potencial de reducir selectivamente el CO 2 a un producto de carbono en particular. El control de la nanoestructura es fundamental para comprender el mecanismo de reacción y optimizar el rendimiento del nanocatalizador en la búsqueda de productos específicos. como el monóxido de carbono, ácido fórmico o metano, que son importantes para otros procesos y productos químicos.
"Sin embargo, debido a muchas posibles vías de reacción para diferentes productos, Las reacciones de reducción de dióxido de carbono históricamente han tenido baja selectividad y eficiencia. "Dijo Feng." Los electrocatalizadores necesitan promover la reacción con alta selectividad para obtener un determinado producto, monóxido de carbono en nuestro caso. A pesar de muchos esfuerzos en este campo, había habido poco progreso ".
Feng y sus co-líderes de investigación probaron una nueva estrategia. Hicieron ftalocianina de níquel como un electrocatalizador de ingeniería molecular y descubrieron que mostraba una eficiencia superior a altas densidades de corriente para convertir CO 2 al monóxido de carbono en un dispositivo de electrodo de difusión de gas, con funcionamiento estable durante 40 horas.
"Para comprender el mecanismo de reacción de nuestro catalizador, mi grupo en OSU usó espectroscopía de absorción de rayos X para monitorear el cambio del catalizador durante los procesos de reacción, confirmando el papel del catalizador en la reacción, ", Dijo Feng." Este trabajo colaborativo demuestra un catalizador de alto rendimiento para los procesos ecológicos de CO2 electroquímico 2 reacciones de reducción. También arroja luz sobre el mecanismo de reacción de nuestro catalizador, que puede orientar el desarrollo futuro de los dispositivos de conversión de energía mientras trabajamos hacia una economía de carbono negativo ".
