La finalidad de la investigación es brindar una solución al calentamiento global al convertir el dióxido de carbono en combustible.
Madrid, 26 Oct. (Europa Press) – Modelos teóricos han permitido identificar seis metales (níquel, niobio, paladio, renio, rodio, circonio) efectivos en una reacción que puede convertir el CO2 en fuente de energía limpia y sostenible.
El objetivo es abordar el calentamiento global convirtiendo en combustible el exceso de dióxido de carbono acumulado en la atmósfera, desarrollando un grupo de catalizadores de «un solo átomo» que podrían desempeñar un papel clave.
El estudio publicado en Nature Communications, involucró a investigadores del Centro de Ciencia de Materiales de QUT (Queensland University of Technology), dirigidos por el profesor asociado Liangzhi Kou.
Este experto dijo que la investigación se realizó modelando los experimentos utilizando la Infraestructura Computacional Nacional de la Australian National University (ANU), observando cómo los átomos individuales de los metales reaccionarían con piezas bidimensionales de materiales «ferroeléctricos».
Researchers @QUT report first principles study of single atom catalysts for CO2 electroreduction supported by ferroelectric In2Se3 semiconductorhttps://t.co/F5j89SjhMF
— Nature Communications (@NatureComms) August 26, 2021
Los materiales ferroeléctricos tienen una carga positiva en una cara y una carga negativa en otra, y esta polarización se puede invertir cuando se aplica un voltaje.
En el modelo teórico, los investigadores encontraron que la adición del átomo del metal catalizador al material ferroeléctrico resultó en la conversión del gas de efecto invernadero en un combustible químico deseado.
Una vez que se invierte la polaridad, el estado se conservará para actuar como catalizador en la conversión del dióxido de carbono.
El profesor Kou dijo que aunque hace una década se propusieron los catalizadores de un solo átomo para reducir el dióxido de carbono, esta investigación hace avanzar significativamente el campo.
«Hemos diseñado un catalizador químico especial, que puede convertir el gas de efecto invernadero CO2 en los combustibles químicos deseados. La eficiencia de conversión se puede controlar mediante un enfoque factible», dijo el profesor Kou. «Significa que por primera vez desarrollamos la capacidad de acelerar o ralentizar, incluso apagar la reacción química».
«El dióxido de carbono es la principal razón del calentamiento global debido al efecto invernadero, convertirlo en combustibles químicos no solo es importante para nuestro medio ambiente, sino que también es útil para resolver la crisis energética».
El doctor Lin Ju, primer autor del estudio, dijo que el trabajo de investigación proporcionó una guía para el diseño de nuevos catalizadores que podrían producir impactos significativos para la industria química.
El profesor Kou dijo que el objetivo a largo plazo en esta área de investigación era encontrar formas de convertir el dióxido de carbono en fuentes de energía limpia. Los resultados de este estudio podrían eventualmente conducir a una forma de agregar un recubrimiento a los motores o sistemas industriales que convertiría el dióxido de carbono en lugar de liberar más gas a la atmósfera.
Los investigadores de QUT pertenecen a la Facultad de Ingeniería Mecánica, Médica y de Procesos y a la Facultad de Química y Física.
