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El objetivo de abordar el calentamiento global convirtiendo el dióxido de carbono en combustible podría estar un paso más cerca, ya que los investigadores utilizan una supercomputadora para identificar un grupo de catalizadores de "un solo átomo" que podrían desempeñar un papel clave.
Investigadores del Centro de Ciencia de Materiales de QUT, dirigido por el profesor asociado Liangzhi Kou, fueron parte de un estudio internacional que utilizó modelos teóricos para identificar seis metales (níquel, niobio, paladio, renio, rodio, circonio) que resultaron eficaces en una reacción que puede convertir el dióxido de carbono en fuentes de energía limpias y sostenibles.
El estudio publicado en Comunicaciones de la naturaleza investigadores de QUT involucrados, el profesor Aijun Du, El profesor Yuantong Gu y el Dr. Lin Ju.
El profesor Kou dijo que la investigación se llevó a cabo modelando los experimentos utilizando la Infraestructura Computacional Nacional de la Universidad Nacional de Australia. observando cómo reaccionarían átomos individuales de los metales con piezas bidimensionales de materiales "ferroeléctricos".
Los materiales ferroeléctricos tienen una carga positiva en una cara, y carga negativa en otro, y esta polarización se puede invertir cuando se aplica un voltaje.
En el modelado teórico, los investigadores encontraron que la adición del átomo del metal catalizador al material ferroeléctrico resultó en la conversión del gas de efecto invernadero en un combustible químico deseado.
Una vez que se invierte la polaridad, el estado se conservará para actuar como catalizador en la conversión del dióxido de carbono.
El profesor Kou dijo que aunque hace una década se propusieron los catalizadores de un solo átomo para reducir el dióxido de carbono, esta investigación lleva el campo hacia adelante de manera significativa.
"Hemos diseñado un catalizador químico especial, puede convertir el gas de efecto invernadero CO 2 en los combustibles químicos deseados. La eficiencia de conversión se puede controlar mediante un enfoque factible, "Dijo el profesor Kou.
"Significa que por primera vez desarrollamos las habilidades para acelerar o desacelerar, incluso apagar la reacción química.
"El dióxido de carbono es la principal causa del calentamiento global debido al efecto invernadero, convertirlo en combustibles químicos no solo es importante para nuestro medio ambiente, pero también es útil para resolver la crisis energética ".
Dr. Ju, primer autor del estudio, dijo que el trabajo de investigación proporcionó una guía para el diseño de nuevos catalizadores que podrían producir impactos significativos para la industria química.
El profesor Kou dijo que el objetivo a largo plazo en esta área de investigación era encontrar formas de convertir el dióxido de carbono en fuentes de energía limpia.
El profesor Kou dijo que los resultados de este estudio podrían eventualmente conducir a una forma de agregar un recubrimiento a los motores o sistemas industriales que convertiría el dióxido de carbono en lugar de liberar más gas a la atmósfera.
Los investigadores de QUT son de la Escuela de Mecánica, Ingeniería médica y de procesos, y Facultad de Química y Física.
