Un equipo de investigadores, incluidos científicos del Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía (DOE) y la Universidad de Yale, descubrieron cómo una molécula de agua ayuda a una molécula a base de cobalto a convertir dióxido de carbono en monóxido de carbono, un componente versátil para diversos productos como Plásticos y combustibles. El estudio sugiere que ajustar el entorno alrededor de un catalizador podría hacer que las reacciones catalíticas sean más eficientes y respetuosas con el medio ambiente.
El dióxido de carbono es un gas de efecto invernadero que contribuye al cambio climático. Convertir CO2 en productos útiles podría mitigar su impacto ambiental y al mismo tiempo producir recursos valiosos. Sin embargo, desarrollar catalizadores eficientes para impulsar esta reacción de conversión sigue siendo un desafío importante.
El equipo de investigación se centró en una molécula a base de cobalto conocida como complejo de cobalto-porfirina. Utilizaron una combinación de técnicas de espectroscopía de rayos X y neutrones en la Fuente Nacional de Luz Sincrotrón II (NSLS-II) y el Centro de Nanomateriales Funcionales (CFN), ambas instalaciones para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE ubicadas en el Laboratorio Brookhaven, así como cálculos teóricos. , para investigar cómo la presencia de una molécula de agua afecta la actividad catalítica del complejo de porfirina de cobalto.
Sus hallazgos revelaron que la molécula de agua mejora significativamente el poder catalítico de la molécula al facilitar la formación y estabilización de un intermediario crucial en la vía de reacción. Este intermediario, que contiene dióxido de carbono y un protón de la molécula de agua, es esencial para convertir el dióxido de carbono en monóxido de carbono.
La investigación proporciona información valiosa sobre cómo el entorno local alrededor de un catalizador puede influir en su actividad catalítica. Al diseñar cuidadosamente el entorno del catalizador, es posible mejorar la eficiencia catalítica y la selectividad para convertir el dióxido de carbono en los productos deseados, lo que podría conducir a procesos químicos más ecológicos y sostenibles en el futuro.
El estudio, titulado "Reducción electroquímica de CO2 a CO asistida por agua mediada por un complejo de porfirina de cobalto", se publicó en la revista Angewandte Chemie International Edition.
