El uso de energía solar o eólica para producir combustibles a base de carbono, comúnmente llamados combustibles fósiles, puede parecer un enfoque contraproducente para hacer un mundo más verde. Pero cuando el material de partida es dióxido de carbono, que puede extraerse deEn el aire, el enfoque es lo más ecológico posible. La tecnología que lo hace económicamente viable aún no está disponible, pero un artículo publicado recientemente presenta un buen paso adelante en el esfuerzo no solo de secuestrar CO 2 , pero conviértalo en un combustible útil que sea parte de un futuro neutral en carbono.
Xiao-Dong Zhou, profesor asociado de ingeniería química en la Universidad de Carolina del Sur, es parte de un equipo que está trabajando en un enfoque sostenible para aprovechar la energía renovable. Los paneles solares y las turbinas eólicas se usan más comúnmente para producir electricidad,pero a gran escala, la electricidad de fuentes como estas plantea problemas. Las empresas de servicios públicos deben satisfacer la demanda en todo momento, por lo que si una compañía eléctrica depende únicamente de la energía eólica o solar, qué sucede cuando el sol se esconde detrás de las nubes o el viento¿descanso?
Una alternativa de la que se ha hablado durante mucho tiempo es usar esa electricidad verde para lanzar CO 2 sube la escalera de energía. El dióxido de carbono, el subproducto de combustión que sale de las chimeneas de las centrales eléctricas y se está volviendo demasiado abundante en la atmósfera de la Tierra, está en la parte inferior de la colina cuando se trata de combustibles a base de carbono. Como energíava, se gasta
Sin embargo, si pudiera agregarle algo de energía, podría convertir CO 2 en compuestos de carbono que son combustibles, no un producto de desecho. En el lenguaje químico, se llama reducción de CO 2 cuando lo convierte en formas de carbono menos oxidadas, todas las cuales tienen un valor real de combustible. Algunas moléculas de carbono único a las que aspirarían incluirían al aumentar el contenido de energía monóxido de carbono CO, metanol y metano.
Cualquiera de estos podría almacenarse durante un período de tiempo nublado o sin viento, y en la mayoría de las situaciones con mucha más facilidad que la electricidad. El metano es el componente principal del gas natural, para el cual ya existe mucha infraestructura existente. Metanol oEl alcohol de madera, es un pariente cercano del etanol, o alcohol de grano, y se usa habitualmente como combustible líquido. El monóxido de carbono puede parecer inusual en este contexto, pero tiene un valor químico como combustible, en sí mismo y como precursora otros combustibles
El truco, por supuesto, es poder hacer el CO 2 reducción económica. Eso significa no solo convertir eficientemente la energía eléctrica en energía química, sino también hacer que el dispositivo que hace el trabajo sea rentable.
Zhou y su equipo de investigación publicaron recientemente un artículo en Angewandte Chemie que muestra progreso en ambos frentes. Han desarrollado catalizadores potencialmente económicos que convierten eficientemente el CO 2 a CO en una celda electroquímica
Como punto de partida para fabricar los catalizadores, utilizaron como modelo nanotubos de carbono, que están hechos exclusivamente de átomos de carbono. Pero al fabricar sus catalizadores para CO 2 reducción, se apartaron del motivo de solo carbono al rociar algunos átomos de nitrógeno para crear un tipo diferente de estructura geométrica y electrónica.
Los "nanotubos de carbono dopados con nitrógeno resultantes" demostraron ser expertos en la reducción de CO 2 al CO, y el equipo informa que los catalizadores son más estables que los catalizadores a base de metal informados en la literatura para la misma reacción.
Además, los investigadores fueron aún más lejos, definiendo cómo la microestructura en los nanotubos de carbono dopados con nitrógeno puede afectar la catálisis. Cuando un átomo de nitrógeno se sustituye en una posición donde un átomo de carbono pertenece a un nanotubo de carbono, resulta quePueden producirse varios patrones distintos de unión química. El equipo demostró que uno de ellos, denominado estructura piridínica, era el más eficaz como electrocatalizador y era competitivo incluso con catalizadores de metales preciosos mucho más caros que se han reportado para CO 2 reducción
Zhou y sus colegas están satisfechos con su éxito hasta el momento, pero el equipo de investigación tiene sus miras aún más altas.
"Estamos trabajando en conjunto con otras instituciones, y están desarrollando el otro lado, el lado del agua, utilizando energía fotovoltaica para dividir el agua, y eventualmente queremos unir esas dos reacciones", dice Zhou. "Entonces, un lado lo haráse divide en agua, generando protones desde el ánodo que viajan a través del electrolito para llegar al lado del cátodo y luego reaccionan con el dióxido de carbono y con los electrones entrantes para convertir el dióxido de carbono en combustibles. El monóxido de carbono es un tipo de combustible que puede producir, y el metano yel metanol son otros combustibles que se pueden producir.
"Todavía hay un largo camino por recorrer, pero es un comienzo"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Carolina del Sur . Original escrito por Steven Powell. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :