Un equipo de ingenieros químicos de la Universidad de Pittsburgh identificó recientemente los dos factores principales para determinar el catalizador óptimo para convertir el CO atmosférico 2 en combustible líquido. Los resultados del estudio, que apareció en la revista catálisis ACS , simplificará la búsqueda de un nuevo catalizador económico pero altamente efectivo.
Imagine una planta de energía que toma el exceso de dióxido de carbono CO 2 pone en la atmósfera quemando combustibles fósiles y lo convierte de nuevo en combustible.Ahora imagine que la planta de energía utiliza solo un poco de agua y la energía de la luz solar para operar.La planta de energía no quemaría combustibles fósiles y en realidad reduciría la cantidad de CO 2 en la atmósfera durante el proceso de fabricación. Durante millones de años, las plantas reales han estado utilizando agua, luz solar y CO 2 para crear azúcares que les permitan crecer. Los científicos de todo el mundo ahora están adoptando su comportamiento de producción de energía.
"Estamos tratando de acelerar el ciclo natural del carbono y hacerlo más eficiente", dijo Karl Johnson, profesor de William Kepler Whiteford en el Departamento de Ingeniería Química y del Petróleo de la Universidad de Pittsburgh e investigador principal del estudio."No tiene que desperdiciar energía en todo el equipaje adicional que se necesita para cultivar plantas, y el resultado es un ciclo de carbono artificial que produce combustible líquido".
Hay una trampa. CO 2 es una molécula muy estable y se requieren enormes cantidades de energía para que reaccione. Una forma común de utilizar el exceso de CO 2 implica eliminar un átomo de oxígeno y combinar el CO restante con H2 para crear metanol. Sin embargo, durante este proceso, las partes del reactor de conversión necesitan calentarse hasta 1000 grados Celsius, lo que puede ser difícil de mantener, especialmente cuando la única energíala fuente es el sol
Un catalizador puede obtener el CO 2 para reaccionar a temperaturas mucho más bajas. Algunos investigadores han estado experimentando con diferentes materiales que pueden obtener el CO 2 para dividir, incluso a temperatura ambiente. Pero estos y la mayoría de los catalizadores reactivos ya identificados son demasiado caros de producir en masa, y los combustibles fósiles aún ofrecen una fuente de energía barata. El bajo precio y la abundancia de combustibles fósiles impidenmuchas empresas invierten en el costoso proceso de prueba y error de investigar nuevos catalizadores.
El estudio, "Selección de fracciones de pares de Lewis para la hidrogenación catalítica de CO 2 en Functionalized UiO-66 "proporciona a los investigadores una buena idea de cómo deberían comenzar a buscar un catalizador óptimo. Johnson, junto con el coautor del estudio y el investigador postdoctoral Jingyun Ye de la Universidad de Pittsburgh, examinaron una serie deOcho grupos funcionales diferentes de pares de ácido y base de Lewis pares de Lewis para abreviar, que son compuestos altamente reactivos a menudo utilizados como catalizadores. Descubrieron que los dos factores que califican a un material como un buen catalizador son su energía de adsorción de hidrógeno y la dureza del par de Lewis--una medición de la diferencia entre su potencial de ionización y la afinidad electrónica.
Usando este marco, Johnson planea trabajar con los experimentadores para detectar catalizadores de manera más efectiva y, con suerte, acercar a los investigadores a la creación de plantas de energía que generen combustible líquido mientras reducen el CO atmosférico 2 . Imagine que contribuye a la reducción de CO 2 en la atmósfera cada vez que llena su tanque de gasolina.
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Materiales proporcionados por Universidad de Pittsburgh . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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