Los químicos convierten accidentalmente el dióxido de carbono en etanol en un estudio descubierto

El proceso utiliza picos de carbono y cobre para convertir el CO2 en combustible.

En un giro fortuito de los acontecimientos, los investigadores de Tennessee han convertido el dióxido de carbono en etanol en lo que llaman un «nuevo giro hacia la tecnología de residuos».

Los científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge del Departamento de Energía han desarrollado un proceso electroquímico que utiliza pequeños picos de carbono y cobre para convertir el CO2 en combustible.

En particular, el equipo utilizó un catalizador de carbono, cobre y nitrógeno y aplicó voltaje para desencadenar una reacción química complicada que esencialmente invierte el proceso de combustión. Usando este catalizador, la solución de dióxido de carbono se disolvió en agua y se convirtió en etanol. Por lo general, este tipo de reacción electroquímica da como resultado una mezcla de varios productos diferentes en pequeñas cantidades.

«Descubrí algo por error que este material funciona», dijo Adam Rondinone de ORNL, autor principal del estudio del equipo publicado en ChemistrySelect. «Intentamos estudiar el primer paso de una reacción propuesta cuando nos dimos cuenta de que el catalizador realiza toda la reacción por sí solo».

«Tomamos dióxido de carbono, un producto residual de la combustión y empujamos esa reacción de combustión con una selectividad muy alta a un combustible útil. El etanol fue una sorpresa: es extremadamente difícil cambiar directamente del dióxido de carbono al etanol con un solo catalizador. «

El catalizador es único y eficiente debido a su estructura a nanoescala, que contiene nanopartículas de cobre incrustadas en puntas de carbono. Este enfoque ha significado que los investigadores no necesiten usar metales caros o raros, como el platino, que generalmente aumentan los costos y hacen que el proceso sea menos viable económicamente.

«Usando materiales comunes, pero organizándolos con nanotecnología, aprendimos cómo limitar los efectos secundarios y llegar a lo único que queremos», agregó Rondinone.

El análisis inicial de los investigadores sugiere que la superficie texturizada de los catalizadores proporciona más lugares donde puede tener lugar la reacción y, en última instancia, ayuda a convertir el dióxido de carbono en etanol.

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«Son como pararrayos de 50 nanómetros que enfocan la reactividad electroquímica en la parte superior», dijo Rondinone.

Dada la dependencia de la técnica de materiales baratos y el hecho de que se puede operar a temperatura ambiente en agua, los investigadores creen que el enfoque podría ampliarse. Por ejemplo, el proceso podría usarse para almacenar el exceso de electricidad generada a partir de fuentes de energía, como la eólica y la solar. Los investigadores dijeron que refinarían su enfoque para mejorar la tasa de producción y estudiarían más las propiedades del catalizador.

El trabajo fue apoyado por la Oficina de Ciencias del DOE y utilizó recursos del Centro ORNL de Ciencia de Materiales Nanofásicos.

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