Reacción de reducción de dióxido de carbono (CO ₂ RR) utiliza electricidad renovable para convertir el dióxido de carbono y el agua en combustibles y productos químicos, que se considera una forma eficaz de realizar simultáneamente el reciclaje de carbono y el almacenamiento de energía renovable.

La conversión electrocatalítica de dióxido de carbono en hidrocarburos implica un proceso de reacción de reducción de múltiples electrones, enfrentando problemas tales como vías de conversión complejas y dificultad en el control de la selectividad.

Un grupo de investigación dirigido por el profesor Wang Guoxiong y el profesor Bao Xinhe del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China mejoró el CO ₂ electrorreducción a metano con catalizador en tándem de ftalocianina de cobalto (CoPc) y zinc-nitrógeno-carbono (Zn-N-C).

Alcanzaron alta actividad de CH ₄ producción en CO ₂ RR en un catalizador sin base de cobre, y proporcionó una nueva estrategia para la reducción electrocatalítica de dióxido de carbono a hidrocarburos.

Este trabajo fue publicado en Edición internacional Angewandte Chemie el 4 de septiembre.

En comparación con CoPc o Zn-N-C solo, la relación de velocidad de metano / monóxido de carbono de este catalizador en tándem de CoPc y Zn-N-C se incrementó en más de 100 veces.

Los cálculos de la teoría funcional de la densidad y los resultados experimentales comparativos mostraron que el dióxido de carbono se redujo primero a monóxido de carbono en la CoPc, y luego el monóxido de carbono se difundió sobre el Zn-N-C y luego se convirtió en metano.

Esta estrategia catalítica en tándem convirtió el dióxido de carbono en metano y descompuso el proceso en reacciones electrocatalíticas en tándem en dos sitios activos. En este sistema catalítico en tándem, CoPc proporcionó monóxido de carbono para retener el hidrógeno adsorbido en el nitrógeno adyacente en el sitio Zn-N, aumentando así la tasa de producción de metano.