¿Convertir CO2 en combustible líquido?

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Un nuevo material catalizador desarrollado por químicos en el MIT allana el camino para producir combustibles líquidos a partir de CO2, el componente principal de las emisiones de efecto invernadero. Los hallazgos sugieren una ruta hacia el uso de la infraestructura existente en el mundo para el almacenamiento y distribución de combustible, sin agregar emisiones netas de gases de efecto invernadero a la atmósfera.

El nuevo catalizador lleva el proceso sólo a través de su primera etapa – la conversión de dióxido de carbono (CO2) a monóxido de carbono (CO), explica el profesor asistente de química Yogesh Surendranath, investigador principal de un nuevo estudio del Instituto de Tecnología de Massachussetts que describe el avance. El estudio aparece esta semana en la revista química internacional Angewandte Chemie.

Pero ese es un paso inicial clave hacia la conversión de CO2 a otros productos químicos, incluyendo los combustibles, dice; Ya existen métodos establecidos para convertir CO e hidrógeno en una variedad de combustibles líquidos y otros productos.

“El problema en la conversión de CO2 es cómo convertirlo selectivamente”, dice Surendranath en un comunicado del MIT. Mientras que esta molécula básica puede formar la base de prácticamente cualquier química basada en el carbono, la parte difícil es crear un sistema en el que el CO2 se convierte constantemente a un único producto final que puede ser procesado adicionalmente en el material deseado.

El nuevo sistema, dice, proporciona exactamente ese tipo de ruta de conversión selectiva y específica, y, de hecho, toda una serie de tales vías. Y si el hidrógeno y el CO se producen con energía solar o generada por el viento, todo el proceso podría ser carbono neutro. Lo que hace falta es un catalizador sintonizable, dice, y eso es precisamente lo que este equipo desarrolló, en forma de un material de electrodos de plata muy poroso. Dependiendo de la formulación exacta de este material, dice, es posible diseñar variaciones de este catalizador donde “cada uno puede ser diseñado para una aplicación diferente”.

Los investigadores aprendieron que al ajustar las dimensiones de los poros del material podrían conseguir que el sistema produjera la proporción deseada de CO en el producto final. La mayoría de los esfuerzos para “afinar” la selectividad de los catalizadores de plata para la producción de CO se han centrado en la variación de la química del sitio de superficie activa. Sin embargo, con esta formulación, un material llamado opalo opuesto de plata, es la estructura de poro del material la que determina el efecto.

“Lo que encontramos fue muy simple”, dice Surendranath. “Puede ajustar las dimensiones de los poros para ajustar la selectividad y la actividad del catalizador, sin modificar la química del sitio activo de la superficie”.

El material poroso se puede producir depositando pequeñas perlas de poliestireno sobre un sustrato de electrodo conductor, luego electrodepositando plata sobre la superficie, disolviendo luego las perlas, y dejando poros cuyo tamaño queda determinado por el de las perlas originales.

Debido a la manera en que las esferas se organizan naturalmente cuando se disponen juntas, este método produce una estructura semejante a un panal con células hexagonales, explica Surendranath.


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