Los científicos de Yale han dado un siguiente paso crítico para crear un proceso escalable para eliminar el dióxido de carbono (CO2) desde el aire y «recircularlo» como un combustible renovable.
En un nuevo estudio publicado en la revista Nanotecnología de la naturaleza, El químico de Yale Hailiang Wang y sus colegas describen su último avance en la creación de metanol, un combustible líquido ampliamente utilizado para la combustión interna y otros motores, de emisiones industriales de CO2un gas de efecto invernadero primario que contribuye al cambio climático.
El proceso podría tener aplicaciones de largo alcance en toda la industria.
«Esta es una nueva estrategia que trae CO2 Reducción del metanol a un nuevo nivel «, dijo Wang, profesor de química en la Facultad de Artes y Ciencias de Yale y autor principal del nuevo estudio. Wang también es miembro del Instituto de Ciencias de la Energía de Yale y del Centro de Captura de Carbono Natural de Yale .
Transformando CO2 en metanol hay una reacción química de dos pasos. Primero, CO2 Reacciona con un catalizador para convertirse en monóxido de carbono (CO). El CO luego sufre una reacción catalítica para convertirse en metanol.
El proceso anterior más efectivo, también desarrollado en el laboratorio de Wang, presentaba un único catalizador hecho de moléculas de tetraaminoftalocianina de cobalto soportadas en nanotubos de carbono.
Pero los dos pasos de reacción tienen una falta de coincidencia en este catalizador de un solo sitio: la conversión de CO2 a CO no es tan eficiente o selectivo, lo que presenta un desafío para los científicos que intentan diseñar un proceso robusto que pueda ampliarse para el uso industrial.
«Tener solo un tipo de sitio catalítico no era óptimo para ambos pasos en la reacción», dijo Jing Li, un asociado postdoctoral en el laboratorio de Wang y primer autor del nuevo estudio. «Para evitar esta compensación, ahora hemos diseñado un catalizador de ‘dos en uno'».
El nuevo proceso comienza con un sitio de tetrametoxiftalocianina de níquel para la conversión de CO2 En CO. El CO recién formado luego migra a un sitio de cobalto, los científicos de catálisis se refieren a esto como «indirecto», para completar la reducción al metanol.
«Nuestro trabajo ofrece una solución potencialmente escalable para reducir las huellas de carbono y acelerar la transición a la energía más limpia», dijo Conor Rooney, un ex Ph.D. Estudiante en el Laboratorio de Wang y coautor del nuevo estudio.
Rooney es un fundador de Oxylus Energy, una compañía que trabaja con socios de la industria para convertir los desechos de carbono en combustible líquido de metanol, basado en la investigación del laboratorio Wang.
Los coautores adicionales de Yale incluyen Seonjeong Cheon, Yuanzuo Gao, Bo Shang, Huan Li, Longtao Ren y Shize Yang. Yang es el director de la instalación de núcleo de microscopía electrónica corregida por aberración de Yale, un laboratorio integral de microscopía electrónica y espectroscopía que se centra en la investigación en ciencias de los materiales.
El estudio es una colaboración con Quansong Zhu y Robert Baker de la Universidad Estatal de Ohio, quienes proporcionaron pruebas experimentales para Co SegidlOver desde el sitio de níquel hasta el sitio de Cobalt. Otros colaboradores en el estudio incluyen Alvin Chang y Zhenxing Feng de la Universidad Estatal de Oregon y Huan Li, Zhan Jiang y Yongye Liang de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur.
La investigación fue financiada, en parte, por el Centro de Captura de carbono Natural y la Fundación Nacional de Ciencias.
