El principal gas culpable del calentamiento global podría convertirse en energía limpia
El proceso de reconversión del CO2 a un combustible químico deseado no solo podría aliviar la crisis ambiental, sino también la energética.
Modelos teóricos han permitido identificar seis metales (níquel, niobio, paladio, renio, rodio, circonio) efectivos en una reacción que puede convertir el CO2, principal gas del calentamiento global, 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 y 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 Queensland University of Technology (QUT), dirigidos por el profesor asociado Liangzhi Kou.
Este experto dijo que la investigación se realizó tras utilizar la Infraestructura Computacional Nacional de la Australian National University (ANU) y observar cómo los átomos individuales de los metales reaccionarían con piezas bidimensionales de materiales “ferroeléctricos”.
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.
De izquierda a derecha: Aijun Du, Liangzhi Kou y Yuantong Gu, miembros del equipo de investigación de Ciencias de Queensland University of Technology. Foto: QUT
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 constituye un avance significativo en 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, así que 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 reveló que el objetivo a largo plazo en esta área de investigación es 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.
