opció
Si convertim el CO2 en gas de síntesi, obtindreu una matèria primera valuosa per a la indústria química. Els investigadors de TU Wien mostren com funciona fins i tot a temperatura ambient i pressió ambient.
Qualsevol que pensi en el CO2 probablement pensarà ràpidament en termes com ara nociu per al clima o residus. Mentre que el CO2 va estar allà durant molt de temps -un producte de rebuig pur-, cada cop s'estan desenvolupant més processos amb els quals es pot convertir el gas d'efecte hivernacle en matèries primeres valuoses. Aleshores, la química parla de "substàncies químiques de valor afegit". Un nou material que ho fa possible es va desenvolupar a la Universitat de Tecnologia de Viena i recentment presentat a la revista Communications Chemistry.
El grup de recerca de Dominik Eder va desenvolupar un nou material que facilita la conversió de CO2. Aquests són MOCHA: aquests són compostos de calcogenolat organometàl·lics que serveixen com a catalitzadors. El resultat de la conversió electroquímica és el gas de síntesi, o per abreujar el gas de síntesi, que és una matèria primera important per a la indústria química.
El CO2 es converteix en gas de síntesi
El gas de síntesi és una barreja de monòxid de carboni (CO), hidrogen (H2) i altres gasos i s'utilitza com a matèria primera per a altres substàncies. Un dels camps d'aplicació més importants és la producció de fertilitzants, en què es produeix amoníac a partir del gas de síntesi. Tanmateix, també es pot utilitzar per a la producció de combustibles com el gasoil o per a la producció de metanol, que s'utilitza en les piles de combustible. Com que l'extracció de CO2 de l'atmosfera consumeix força energia, té sentit extreure CO2 de les plantes industrials. A partir d'aquí, per tant, pot servir com a material de partida per a diversos productes químics.
Tanmateix, els mètodes anteriors requereixen altes temperatures i pressió, així com catalitzadors cars. Per tant, els investigadors vienesos van buscar catalitzadors amb els quals també es pot produir gas de síntesi a baixes temperatures i pressió ambiental. "Els MOCHA funcionen de manera diferent als catalitzadors utilitzats fins ara: en lloc de calor, es subministra electricitat per activar el catalitzador i iniciar la conversió de CO2 en gas de síntesi", explica Dogukan Apaydin, líder del grup júnior, responsable dels mètodes de conversió de CO2 a la investigacions del grup de recerca.
MOCHA com a solucionadors de problemes
Els MOCHA formen una classe de materials que es van desenvolupar fa gairebé 20 anys, però que encara no han trobat cap aplicació. Per tant, els materials híbrids orgànics-inorgànics només han guanyat popularitat en els últims anys. Els investigadors de la TU van reconèixer el potencial dels MOCHA com a catalitzadors i van realitzar experiments amb ells per primera vegada. Tanmateix, es van enfrontar a una sèrie de problemes: els mètodes de síntesi anteriors només produïen petites quantitats de producte i requerien molt de temps. "Utilitzant el nostre mètode de síntesi, vam poder augmentar significativament la quantitat de producte i escurçar la durada de 72 a cinc hores", explica Apaydin, el nou procés de fabricació de MOCHA.
Les primeres proves van demostrar que el rendiment catalític dels MOCHA en la producció de gas de síntesi a partir de CO2 és comparable al dels catalitzadors establerts anteriorment. A més, requereixen molta menys energia ja que tota la reacció es pot dur a terme a temperatura ambient. A més, els MOCHA han demostrat ser extremadament estables. Es poden utilitzar en diferents dissolvents, a diferents temperatures o en diferents condicions de pH, i conserven la seva forma fins i tot després de la catàlisi.
No obstant això, hi ha alguns paràmetres que l'equip al voltant de Dogukan Apaydin i l'estudiant de doctorat Hannah Rabl encara estan investigant. L'ús dels mateixos elèctrodes diverses vegades per lliurar energia en forma de corrent mostra una lleugera caiguda del rendiment. Ara s'està investigant en experiments a llarg termini com es pot millorar encara més la connexió entre MOCHA i elèctrodes per evitar aquesta caiguda del rendiment. "Encara estem en una fase inicial d'aplicació", assenyala Dogukan Apaydin. “M'agrada comparar-ho amb els sistemes solars, que fa 30 anys eren molt més complexos i cars de produir que no ho són avui. Amb la infraestructura i la voluntat política adequades, però, els MOCHA també es poden utilitzar àmpliament en el futur en la conversió de CO2 en gas de síntesi i, per tant, contribuir a la protecció del clima", està segur Apaydin.
