De gas de efecto invernadero a producto de valor añadido

Conversión de CO₂ con material nuevo: Los MOCHA lo hacen posible

12.04.2023 - Austria

Si se convierte_{el CO2} en gas de síntesis, se puede obtener un valioso material de partida para la industria química. Investigadores de la Universidad Técnica de Viena han demostrado que esto funciona incluso a temperatura ambiente y presión atmosférica.

Al pensar en_{el CO2}, probablemente nos vengan rápidamente a la cabeza términos como producto nocivo para el clima o residuo. Aunque_{el CO2} ha sido eso durante mucho tiempo -un puro producto de desecho-, cada vez se desarrollan más procesos con los que el gas de efecto invernadero puede convertirse en valiosas materias primas. Los investigadores hablan entonces de "productos químicos de valor añadido". Un nuevo material con el que esto es posible fue desarrollado en la TU Wien y presentado recientemente en la revista "Communications Chemistry".

Los investigadores del grupo de Dominik Eder desarrollaron un nuevo material que facilita la conversión del_CO2. Se trata de los MOCHA, compuestos organometálicos de calcogenolato que sirven de catalizadores. El resultado de la conversión electroquímica es el gas de síntesis, o syngas para abreviar, que es una materia prima importante para la industria química.

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El_CO2 se convierte en gas de síntesis

El gas de síntesis es una mezcla de monóxido de carbono (CO), hidrógeno (_H2) y otros gases que se utiliza como materia prima para otras sustancias. Uno de los campos de aplicación más importantes es la producción de fertilizantes, en la que el amoníaco se produce a partir del gas de síntesis. Sin embargo, también puede utilizarse para la producción de combustibles como el gasóleo o para la producción de metanol, que se utiliza en las pilas de combustible. Dado que la extracción de_CO2 de la atmósfera requiere bastante energía, tomar_CO2 de plantas industriales es una buena opción. A partir de ahí, puede servir como material de partida para diversos productos químicos.

Sin embargo, los métodos anteriores requieren altas temperaturas y presiones, así como costosos catalizadores. Por eso, los investigadores vieneses buscaban catalizadores que también pudieran utilizarse para producir gas de síntesis a bajas temperaturas y presión atmosférica. "Los MOCHA funcionan de forma diferente a los catalizadores utilizados hasta ahora: En lugar de calor, se suministra electricidad para activar el catalizador y desencadenar la conversión de_CO2 en gas de síntesis", explica el jefe de grupo junior Dogukan Apaydin, responsable de los esfuerzos de investigación hacia la conversión de_CO2 en el grupo de investigación.

Los MOCHA resuelven problemas

Los MOCHA son una clase de material que se desarrolló hace casi 20 años pero que aún no ha encontrado ninguna aplicación. Los materiales híbridos orgánico-inorgánicos han vuelto a ganar popularidad en los últimos años. Los investigadores de la TU reconocieron el potencial de los MOCHAs como catalizadores y realizaron experimentos con ellos por primera vez. Sin embargo, se encontraron con algunos problemas: Los métodos de síntesis anteriores sólo daban pequeñas cantidades de producto y requerían mucho tiempo. "Con la ayuda de nuestro método de síntesis, pudimos aumentar significativamente la cantidad de producto y reducir el tiempo de 72 a cinco horas", explica Apaydin el novedoso proceso de producción de MOCHAs.

Las pruebas iniciales demostraron que el rendimiento catalítico de los MOCHAs en la producción de gas de síntesis a partir de_CO2 es comparable al de catalizadores ya establecidos. Además, requieren mucha menos energía, ya que toda la reacción puede llevarse a cabo a temperatura ambiente. Además, los MOCHAs resultan ser extremadamente estables. Pueden utilizarse en distintos disolventes, a diferentes temperaturas o en distintas condiciones de pH y conservan su estructura incluso después de la catálisis.

No obstante, hay algunos parámetros que el equipo en torno a Dogukan Apaydin y la estudiante de doctorado Hannah Rabl sigue investigando. Si los mismos electrodos se utilizan varias veces para suministrar energía en forma de potencia, se produce un ligero descenso del rendimiento. Ahora se investiga en experimentos a largo plazo cómo mejorar la conexión entre los MOCHA y los electrodos para evitar esta caída del rendimiento. "Todavía estamos en una fase temprana de aplicación", admite Dogukan Apaydin. "Me gusta comparar esto con los paneles solares, cuya producción era mucho más compleja y cara hace 30 años que hoy. Pero con la infraestructura y la voluntad política adecuadas, los MOCHA también podrán utilizarse ampliamente en el futuro para convertir_{el CO2} en gas de síntesis y contribuir así a la protección del clima", está seguro Apaydin.

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.

Publicación original

Rabl, H., Myakala, S.N., Rath, J., … Apaydin, D. H., Eder, D. Microwave-assisted synthesis of metal-organic chalcogenolate assemblies as electrocatalysts for syngas production. Commun Chem 6, 43 (2023).

https://www.quimica.es/noticias/1180116/de-gas-de-efecto-invernadero-a-producto-de-valor-anadido.html