Reducción eficiente del dióxido de carbono bajo luz visible con un nuevo y barato catalizador
"Creemos que nuestro estudio proporciona una oportunidad sin precedentes para desarrollar una nueva clase de fotocatalizadores baratos para la reducción de CO₂ que consisten en elementos abundantes en la tierra"
El dióxido de carbono (CO2) liberado a la atmósfera durante la quema de combustibles fósiles es una de las principales causas del calentamiento global. Una forma de hacer frente a esta creciente amenaza es desarrollar tecnologías de reducción de lCO2, quelo convierten en sustancias químicas útiles, como el CO y el ácido fórmico (HCOOH). En concreto, los sistemas fotocatalíticos de reducción de CO2 utilizan la luz visible o ultravioleta para impulsar la reducción del CO2, de forma similar a como las plantas utilizan la luz solar para realizar la fotosíntesis. En los últimos años, los científicos han dado a conocer muchos fotocatalizadores sofisticados basados en marcos metal-orgánicos y polímeros de coordinación (PC). Por desgracia, la mayoría de ellos requieren complejos tratamientos y modificaciones posteriores a la síntesis o se fabrican con metales preciosos.
Esta ilustración científica del estudio fue seleccionada como imagen de portada en ACS Catalysis.
Tokyo Tech, ACS Catalysis
Tokyo Tech
En un estudio reciente publicado en ACS Catalysis, un equipo de investigación japonés ha encontrado una forma de superar estos retos. Dirigido por el profesor asistente especialmente nombrado Yoshinobu Kamakura y el profesor Kazuhiko Maeda del Instituto Tecnológico de Tokio (Tokyo Tech), el equipo desarrolló un nuevo tipo de fotocatalizador para la reducción del CO2 basado en un CP que contiene enlaces plomo-azufre (Pb-S). Conocido como KGF-9, el nuevo CP consiste en una estructura infinita (-Pb-S-)n con propiedades distintas a las de cualquier otro fotocatalizador conocido.
Por ejemplo, el KGF-9 no tiene poros ni vacíos, lo que significa que tiene una superficie baja. Sin embargo, a pesar de ello, logró un espectacular rendimiento de fotorreducción. Bajo irradiación de luz visible a 400 nm, el KGF-9 demostró un rendimiento cuántico aparente (rendimiento del producto por fotón absorbido) del 2,6% y una selectividad de más del 99% en la reducción de CO2 a formiato (HCOO-). "Estos valores son los más altos registrados hasta ahora para una reducción de CO2 a HCOO- impulsada por un fotocatalizador monocomponente y sin metales preciosos", destaca el profesor Maeda. "Nuestro trabajo podría arrojar luz sobre el potencial de los CP no porosos como unidades de construcción de sistemas de conversión fotocatalítica de CO2 ".
Además de su notable rendimiento, el KGF-9 es más fácil de sintetizar y utilizar en comparación con otros fotocatalizadores. Dado que los sitios activos de Pb (donde se produce la reducción del CO2 ) ya están "instalados" en su superficie, el KGF-9 no requiere la presencia de un cocatalizador, como las nanopartículas metálicas o los complejos metálicos. Además, no requiere ninguna otra modificación posterior a la síntesis para funcionar a temperatura ambiente y bajo iluminación de luz visible.
El equipo de Tokyo Tech ya está explorando nuevas estrategias para aumentar la superficie de KGF-9 y potenciar aún más su rendimiento. Al ser el primer fotocatalizador con Pb(II) como centro activo, hay muchas posibilidades de que el KGF-9 allane el camino hacia una reducción del CO2 más factible económicamente. A este respecto, el equipo de investigación concluye: "Creemos que nuestro estudio ofrece una oportunidad sin precedentes para desarrollar una nueva clase de fotocatalizadores baratos para la reducción de CO2 que consistan en elementos abundantes en la tierra".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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