Investigadores da VCU descubriron un catalizador eficaz para a conversión termoquímica do dióxido de carbono en ácido fórmico, un descubrimento que podería proporcionar unha nova estratexia de captura de carbono que se pode reducir a medida que o mundo loita contra o cambio climático. Un axente potencialmente importante para o dióxido de carbono atmosférico.
«É ben sabido que o rápido crecemento dos gases de efecto invernadoiro na atmosfera e os seus efectos nocivos sobre o medio ambiente é un dos principais desafíos aos que se enfronta a humanidade hoxe en día», dixo o autor principal, o doutor Shiv N. Khanna, profesor emérito da Commonwealth no departamento de física da Facultade de Humanidades da VCU. «A conversión catalítica do CO2 en produtos químicos útiles como o ácido fórmico (HCOOH) é unha estratexia alternativa rendible para mitigar os efectos adversos do CO2. O ácido fórmico é un líquido de baixa toxicidade que é fácil de transportar e almacenar a temperatura ambiente. Tamén se pode usar como precursor químico de alto valor engadido, portador de almacenamento de hidróxeno e un posible substituto futuro dos combustibles fósiles».
Hanna e o doutor Turbasu Sengupta, físico investigador da VCU, descubriron que os clústeres unidos de calcoxenuros metálicos poden actuar como catalizadores para a conversión termoquímica de CO2 a ácido fórmico. Os seus resultados descríbense nun artigo titulado “Conversion of CO2 to Formic Acid by Tuning Quantum States in Metal Chalcogenide Clusters” publicado en Communications Chemistry of Nature Portfolio.
«Demostramos que, coa combinación correcta de ligandos, a barreira de reacción para a conversión de CO2 en ácido fórmico pode reducirse significativamente, o que acelera enormemente a produción de ácido fórmico», dixo Hanna. «Polo tanto, diríamos que estes catalizadores alegados poderían facer que a síntese de ácido fórmico sexa máis doada ou máis viable. O uso de clústeres máis grandes con máis sitios de unión de ligandos ou mediante a unión de ligandos doantes máis eficientes está en liña coas nosas melloras adicionais na conversión de ácido fórmico que se poden conseguir con respecto ao que se mostra nas simulacións computacionais».
O estudo baséase no traballo previo de Hanna que demostra que a elección correcta do ligando pode converter un clúster nun superdoante que doa electróns ou nun aceptor que acepta electróns.
«Agora demostramos que o mesmo efecto ten un gran potencial na catálise baseada en clústeres de calcoxenuros metálicos», afirma Hanna. «A capacidade de sintetizar clústeres con enlaces estables e controlar a súa capacidade para doar ou aceptar electróns abre un novo campo de catálise, xa que a maioría das reaccións catalíticas dependen de catalizadores que doan ou aceptan electróns».
Un dos primeiros científicos experimentais neste campo, o doutor Xavier Roy, profesor asociado de química na Universidade de Columbia, visitará a VCU o 7 de abril para o simposio de primavera do departamento de Física.
«Traballaremos con el para ver como podemos desenvolver e implementar un catalizador similar usando o seu laboratorio experimental», dixo Hanna. «Xa traballamos en estreita colaboración co seu grupo, onde sintetizaron un novo tipo de material magnético. Esta vez, el será o catalizador».
Subscríbete ao boletín informativo da VCU en newsletter.vcu.edu e recibe historias, vídeos, fotos, novas e listaxes de eventos seleccionados na túa caixa de entrada.
O Grupo CoStar anuncia 18 millóns de dólares para que VCU constrúa o Centro de Artes e Innovación CoStar