En un estudio de vanguardia publicado en la revista Ciencias Energéticas y AmbientalesInvestigadores del Departamento de Ciencia de la Interfaz del Instituto Fritz Haber han desarrollado un método novedoso para convertir el gas de efecto invernadero en dióxido de carbono (CO)2) en etanol, un combustible sostenible. Este importante avance podría allanar el camino hacia alternativas a los combustibles fósiles más respetuosas con el medio ambiente y económicamente viables.
El artículo se titula “Información sobre operandos resueltos en el tiempo sobre la selectividad sintonizable de nanocubos de Cu-Zn durante CO pulsado”.2 Electrorreducción”, revela cómo el equipo utilizó con éxito una combinación de cobre y óxido de zinc para catalizar la reducción de CO2 en etanol. Tradicionalmente, este proceso se basa únicamente en catalizadores a base de cobre operados en condiciones de reacción estáticas, que no garantizan la mejor selectividad del etanol. CO pulsado2Se sabe que la RR cambia esto, pero aunque es un enfoque prometedor, el catalizador puede sufrir problemas de estabilidad debido a condiciones de reacción más exigentes, lo que va en detrimento de su rendimiento.
Este nuevo estudio destaca las ventajas del uso de CO electroquímico pulsado2 Reducción (CO2RR) técnica. Además, el equipo descubrió que al agregar una capa de óxido de zinc a los nanocubos de óxido de cobre, era posible aumentar la producción de etanol y al mismo tiempo reducir los subproductos no deseados como el hidrógeno. Se lograron resultados de producción de etanol similares, si no superiores, con catalizadores de Cu puro, pero con condiciones de reacción significativamente menos exigentes. En el pasado, el proceso de oxidación catalítica implicaba CO pulsado.2 La disolución oxidativa del medio líquido (electrolito) provoca la pérdida de átomos de Cu, lo que disminuye su eficacia con el tiempo. Por el contrario, el presente estudio ha descubierto que se pueden diseñar electrocatalizadores más duraderos depositando una capa de óxido de zinc sobre nanocubos de cobre. Al utilizar nuevos catalizadores, es el material de zinc el que se oxida primero, ahorrando cobre y manteniendo así la integridad y eficiencia del catalizador. Por tanto, este método innovador aumenta la vida útil de los catalizadores en condiciones de reacción dinámicas optimizadas para la producción de productos alcohólicos. Se obtuvo información detallada sobre la estructura y composición del material catalizador necesaria para su optimización mediante espectroscopia operando Raman, un método de excelente sensibilidad para la detección de intermedios de reacción adsorbidos.
Este descubrimiento no solo respalda la hipótesis de que el estado de oxidación del metal juega un papel importante en la reacción y que se forman especies de reacción activas durante el proceso catalítico, sino que también demuestra una forma potencial de aumentar la selectividad y eficiencia del CO.2 Reducción de etanol. Esto representa un paso importante para comprender la búsqueda de soluciones energéticas sostenibles, ofreciendo una ruta prometedora para la producción verde y rentable de etanol y otros combustibles a partir de CO.2.