Dicen que es mejor haber tenido algo especial y haberlo perdido que nunca haberlo tenido nunca. ¿Quién hubiera pensado que el sentimiento es válido para los catalizadores de óxido de metal? Según los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley Berkeley Lab y Caltech, el cobre que una vez estuvo unido al oxígeno es mejor para convertir el dióxido de carbono en combustibles renovables que el cobre que nunca estuvo unido al oxígeno.
Para su estudio, ahora publicado en la revista catálisis ACS , los científicos realizaron una espectroscopía de rayos X en prototipos de generador de combustible solar en funcionamiento para demostrar que los catalizadores hechos de óxido de cobre son superiores a los catalizadores de origen puramente metálico cuando se trata de producir etileno, un gas de dos carbonos con una amplia gama de productos industrialesaplicaciones, incluso después de que no queden átomos de oxígeno detectables en el catalizador.
"Muchos investigadores han demostrado que los catalizadores de cobre derivados del óxido son mejores para fabricar productos combustibles a partir de CO 2 sin embargo, existe un debate sobre por qué ocurre esto ", dijo el codirector de investigación Walter Drisdell, químico de Berkeley Lab y miembro del Centro Conjunto de Fotosíntesis Artificial JCAP. La misión de JCAP es desarrollar tecnologías eficientes alimentadas por energía solarque puede convertir CO atmosférico 2 en combustibles alternativos al petróleo. Drisdell y sus colegas dicen que su descubrimiento es un avance importante hacia ese objetivo.
Explicó que bajo condiciones de operación para la generación de combustible, lo que implica primero convertir el CO 2 en monóxido de carbono y luego en la construcción de cadenas de hidrocarburos: el oxígeno unido al cobre se agota naturalmente en el catalizador. Sin embargo, algunos investigadores creen que pequeñas cantidades de oxígeno permanecen en la estructura metálica, y que esta es la fuente de la mayor eficiencia.
Para resolver el debate, el equipo llevó un sistema de cromatografía de gases GC a la línea de rayos X para que pudieran detectar la producción de etileno en tiempo real ". Nuestros colaboradores de Caltech condujeron el GC desde Pasadena y lo instalaron enla instalación de rayos X en Palo Alto ", dijo Soo Hong Lee, investigador postdoctoral en Berkeley Lab y coautor del estudio." Con esto, demostramos que no hay correlación entre la cantidad de oxígeno 'óxido' en el catalizador y la cantidad de etileno producido, por lo tanto, creemos que los catalizadores derivados de óxido son buenos, no porque tengan oxígeno restante mientras reducen el monóxido de carbono, sino porque el proceso de eliminación del oxígeno crea una estructura metálica de cobre que esmejor formando etileno "
El equipo demostró además que aunque la eficiencia de los catalizadores derivados de óxidos disminuye con el tiempo, se puede "reactivar" regularmente al volver a agregar y quitar oxígeno durante un proceso de mantenimiento simple. Su próximo paso es diseñar un generador de combustiblecélula que puede operar con instrumentos de dispersión de rayos X, lo que les permite mapear directamente la estructura cambiante del catalizador mientras convierte el monóxido de carbono en etileno.
El equipo de investigación también incluyó a Ian Sullivan y Chengxiang Xiang en Caltech, y David Larson, Guiji Liu y Francesca Toma en Berkeley Lab. Este trabajo fue apoyado por la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de los Estados Unidos DOE. JCAP es un DOECentro de innovación energética.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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