Los químicos han descubierto una forma nueva y más eficiente de crear combustibles a base de carbono a partir del dióxido de carbono CO 2 .En las reacciones químicas realizadas en el laboratorio, un equipo de Caltech ha identificado un nuevo aditivo que ayuda a convertir selectivamente el CO 2 en combustibles que contienen múltiples átomos de carbono: un paso hacia la fabricación de combustibles líquidos renovables que no se derivan del carbón o el petróleo.
"Los resultados fueron bastante impactantes", dice Jonas Peters, Bren Profesor de Química en Caltech y director del Instituto de Sostenibilidad Resnick, quien dirigió conjuntamente la investigación en colaboración con Theodor Agapie, profesor de química en Caltech. "Por lo general, en estostipos de reacciones con CO 2 , se ven muchos subproductos como metano e hidrógeno. En este caso, la reacción fue altamente selectiva para los combustibles más deseables que contienen múltiples carbonos, como etileno, etanol y propanol. Vimos un 80 por cientoconversión a estos productos de combustible de carbono múltiple, con solo un 20 por ciento aproximadamente en hidrógeno y metano "
Los combustibles con múltiples átomos de carbono son más deseables porque tienden a ser líquidos, y los combustibles líquidos almacenan más energía por volumen que los gaseosos. Por ejemplo, el propanol, que es líquido y contiene tres átomos de carbono, almacena más energía que el metano,que es un gas y solo tiene un átomo de carbono.
El objetivo de químicos como Peters, Agapie y sus colegas que trabajan en el Centro Conjunto para la Fotosíntesis Artificial JCAP, un Centro de Innovación Energética del Departamento de Energía de los EE. UU. DOE, es crear artificialmente combustibles de transporte de líquidos con múltiples carbonos utilizando elingredientes ampliamente disponibles de luz solar, agua y CO 2 . La nueva investigación, publicada el 21 de julio en el Ciencia Central de ACS y financiado por JCAP, es un paso hacia esa meta.
La investigación del estudio fue realizada por los académicos posdoctorales de Caltech Ruud Kortlever y Hsiang-Yun Chen y el ex postdoc Zhiji Han.
Para encontrar la combinación ideal para fabricar combustibles con múltiples carbonos, el equipo experimentó con una mezcla de diferentes productos químicos en el laboratorio. Usaron una solución acuosa y un electrodo de cobre, que sirvió como catalizador y fuente de energía en el lugardel sol. El grupo agregó CO 2 a la solución, así como a una clase de moléculas orgánicas llamadas arilpiridinios N-sustituidos, que formaron un depósito muy delgado en el electrodo. Esta película, por razones que aún no se entienden, mejoró dramáticamente la reacción de fabricación de combustible, selectivamenteproduciendo los productos químicos deseables etanol, etileno y propanol.
"Es fácil producir hidrógeno en estas condiciones, por lo que generalmente vemos mucho", dice Agapie. "Pero queremos desfavorecer la producción de hidrógeno y favorecer los combustibles líquidos de alta densidad energética con enlaces carbono-carbono, que esexactamente lo que obtenemos en nuestros experimentos "
Un próximo paso es descubrir cómo los aditivos están mejorando la reacción. Los investigadores también planean probar aditivos similares para ver si pueden mejorar aún más la selectividad para los combustibles deseados. En última instancia, esta información puede ayudar a generar combustibles alternativoseficientemente de la luz solar, CO 2 y agua, en lugar de aceite.
"La naturaleza ha almacenado energía solar en forma de petróleo durante un largo período de la historia de la Tierra a través de un proceso que lleva millones de años", dice Peters. "A los químicos les gustaría descubrir cómo hacerlo mucho más rápido".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de California . Original escrito por Whitney Clavin. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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