Los químicos han desarrollado una forma novedosa de capturar dióxido de carbono y convertirlo en metano, lo que sugiere que las futuras emisiones de gases podrían convertirse en combustibles alternativos utilizando electricidad de fuentes renovables.
Dióxido de carbono (CO2) es un gas de efecto invernadero responsable de gran parte del calentamiento del clima de la Tierra y es producido por centrales eléctricas, fábricas y diversos medios de transporte. Los sistemas comunes de captura de carbono funcionan para reducir las emisiones de dióxido de carbono secuestrando CO para reducir su presencia en la atmósfera.2 de otros gases y convertirlos en productos útiles. Sin embargo, este proceso es difícil de implementar a escala industrial debido a la gran cantidad de energía necesaria para operar estos sistemas.
Ahora, utilizando un catalizador especial a base de níquel, los investigadores han encontrado una manera de almacenar gran parte de esta valiosa energía convirtiendo el dióxido de carbono capturado directamente en metano, dijo Tomasz Neves-García, autor principal del estudio y actual investigador postdoctoral en química. y bioquímica en la Universidad Estatal de Ohio.
Utilizando átomos de níquel colocados sobre una superficie electrificada, el equipo pudo convertir directamente el carbamato, la forma atrapada de dióxido de carbono, en metano. Descubrieron que los átomos de níquel, un catalizador barato y ampliamente disponible, eran extremadamente buenos para realizar esta conversión.
“Estamos pasando de una molécula que tiene poca energía a un combustible que tiene alta energía”, dijo Neves-García. “Lo que lo hace tan interesante es que otros capturan, recuperan y luego convierten el dióxido de carbono paso a paso, mientras que nosotros simultáneamente ahorramos energía al seguir estos pasos”.
Lo más importante es que simplificar el proceso de captura de carbono ayuda a replantear lo que los científicos saben sobre el ciclo del carbono y es un paso importante hacia el despliegue de estrategias más complejas para tecnologías de mitigación climática más rápidas y eficientes.
“Necesitamos centrarnos en gastar la menor cantidad de energía posible en la captura y transformación de carbono”, afirma Neves-García. “Entonces, en lugar de realizar todos los pasos de captura y conversión de forma independiente, podemos combinarlos en un solo paso, evitando los procesos de desperdicio de energía”.
El artículo de investigación fue publicado recientemente. Revista de la Sociedad Química Estadounidense.
Aunque muchos métodos de captura de carbono aún están en su infancia, con investigadores de diversos campos trabajando para mejorarlos, el campo es prometedor, dijo Neves-García.
Convertidor CO2 El uso de electricidad renovable como combustible tiene el potencial de cerrar el ciclo del carbono. Por ejemplo, cuando se quema metano para producir energía, se libera dióxido de carbono que, si se captura y se convierte nuevamente en metano, puede conducir a un ciclo continuo de producción de energía sin aumentar la carga del calentamiento global.
El estudio representa la primera vez que los investigadores descubren que pueden utilizar la electroquímica para lograr la conversión de carbamato de metano. Aunque se han hecho muchos intentos de convertir el CO cautivo2 De los productos útiles, hasta ahora la mayoría de los investigadores sólo han demostrado la capacidad de producir monóxido de carbono.
“El metano puede ser un producto realmente interesante, pero lo más importante es que abre el camino para desarrollar más procesos para convertir el CO capturado.2 entre otros productos”, afirmó.
En el futuro, el equipo espera continuar explorando otras opciones de energía química limpia para ayudar a inspirar el desarrollo de una variedad de rutas sostenibles de captura de carbono.
“Todo siempre gira en torno a la energía, y hay mucho entusiasmo y esfuerzo invertido en el futuro para conservar más parte de este campo”, dice Neves-García.
Otros coautores incluyen a Quansong Zhu del estado de Ohio y L. Robert Becker, M. Liane de la Universidad de Sao Paulo. Rossi, Mahmudul Hasan y Robert E. de la Universidad Case Western Reserve. Warburton, incluidos Jing Li y Hailiang Wang de la Universidad de Yale. así como Zhan Jiang y Yongye Liang de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur.