Tecnología verde para la conversión eficiente de CO2 en combustible

  • Un nuevo catalizador descompone el CO2 en químicos útiles de fora más rápiao y barata que el método tradicional. Sus creadores consideran que podría permitir la conversión eficiente de este gas en combustible.

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El dióxido de carbono es un gas estable y abundante. De hecho, es demasiado abundante, y el dióxido de carbono adicional en la atmósfera está cambiando el clima del planeta.

Sabiendo esto, muchos químicos están trabajando en formas eficientes de convertir el dióxido de carbono en otros productos útiles.

Tecnología verde para la conversión eficiente de CO2 en combustible

Pero la estabilidad del dióxido de carbono hace que esto sea difícil. Es difícil lograr que la molécula, feliz por sí misma, reaccione con cualquier otra cosa.

La mejor técnica existente para romper electroquímicamente dióxido de carbono en pedazos que reaccionen químicamente utiliza un catalizador hecho de platino.

Pero el platino es un metal raro y costoso.

Niquel y hierro en lugar de platino

Ahora, un equipo de investigadores dirigido por Yongtao Meng, un ex estudiante graduado de la Universidad de Connecticut en el laboratorio del director del Instituto de Ciencia de Materiales Steve Suib y ahora investigador en la Universidad de Stanford, ha encontrado una mejor manera.

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Crearon una célula electroquímica llena de un catalizador poroso y espumoso hecho de níquel y hierro. Ambos metales son baratos y abundantes.

Según el estudio, publicado en PNAS, cuando el gas de dióxido de carbono ingresa a la célula electroquímica, y se aplica un voltaje, el catalizador ayuda al dióxido de carbono (un átomo de carbono con dos oxígenos) a romper el oxígeno para formar monóxido de carbono (un átomo de carbono con un oxígeno).

El monóxido de carbono es muy reactivo y un precursor útil para fabricar muchos tipos de productos químicos, incluidos plásticos y combustibles como la gasolina.

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El nuevo catalizador de níquel-hierro no solo funciona bien; en realidad es más eficiente que el costoso proceso de platino que podría reemplazar. La célula electroquímica que utiliza el catalizador de níquel-hierro obtiene casi el 100% de eficiencia.

"Es casi inaudito. Por lo general, en un buen sistema obtendrás del 90 al 95% de eficiencia, pero puede que no sea estable, que no funcione con el mismo bajo voltaje o que no sea barato", dice Suib. Este proceso tiene todo eso.

El laboratorio de Suib utilizó microscopía electrónica de transmisión de barrido para mapear secciones transversales del nuevo catalizador de níquel-hierro, revelando su estructura interna.

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Técnicamente es un carbonato de hidróxido de níquel hierro, con una estructura porosa que permite que el gas de dióxido de carbono fluya a través de él. El trabajo de microscopía de Suib mostró que el catalizador permaneció intacto y no se degradó con el uso.

 El siguiente paso en el proceso es ver si puede ampliarse, fabricarse a granel y probarse en situaciones industriales como plantas de energía que producen grandes cantidades de dióxido de carbono como producto de desecho.

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