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MOTOR. Un sistema catalítico en tándem convierte eficientemente el dióxido de carbono en metanol

Fuente: Frank Tsung

La conversión de dióxido de carbono en metanol, un combustible alternativo potencialmente renovable, ofrece la oportunidad de formar simultáneamente un combustible alternativo y reducir las emisiones de dióxido de carbono.

Inspirados en procesos naturales, un equipo de químicos de Boston College utilizó un sistema multicatalizador para convertir  carbono en metanol a las temperaturas más bajas reportadas con alta actividad y selectividad, informaron los investigadores en una edición reciente de la revista Chem .

El descubrimiento del equipo fue posible mediante la instalación de múltiples catalizadores en un solo sistema construido dentro de un material cristalino poroso similar a una esponja conocido como un  organometálico. Sostenido en su lugar por la esponja, los catalizadores separados trabajan en armonía. Sin el aislamiento de las especies catalíticamente activas de esta manera, la reacción no continuó y no se obtuvo ningún producto. El equipo se inspiró en la maquinaria biológica en las células, que utilizan reacciones químicas multicomponentes con gran eficiencia.


El equipo empleó la separación del catalizador a través de la química huésped-huésped, donde una molécula "huésped" se encapsula en un material "huésped" para formar un nuevo compuesto químico, a fin de convertir el dióxido de carbono en metanol. 
El enfoque, inspirado en las transformaciones catalíticas multicomponentes de la naturaleza, convirtió un gas de efecto invernadero en un combustible renovable al tiempo que evitó la alta demanda catalítica en una sola especie.
Posicionar catalizadores complejos de metales de transición múltiples en la posición correcta en un sistema es crítico para que la reacción catalítica deseada se produzca. Al mismo tiempo, la encapsulación de estos catalizadores permitió la reciclabilidad en el sistema catalítico multicomponente. Estas propiedades hacen que la construcción del catalizador multicomponente sea más relevante industrialmente, lo que puede allanar el camino para una economía de combustible neutral en carbono.
Además de lograr el aislamiento del sitio encapsulando los catalizadores, lo que condujo a la actividad del catalizador y la reciclabilidad, el equipo descubrió una característica autocatalítica del  que permitió que la reacción se ejecutara sin la necesidad de grandes cantidades de aditivos. La mayoría de los informes anteriores para reacciones similares usan grandes cantidades de aditivos, pero el enfoque del equipo evita esta necesidad y es el primero en usar  en una reacción relacionada con el uso de la energía.
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Fuente: Thomas M. Rayder et al, A Bioinspired Multicomponent Catalytic System for Converting Carbon Dioxide into Methanol Autocatalytically, Chem (2020). DOI: 10.1016/j.chempr.2020.04.008
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