Los investigadores han descubierto un catalizador que realiza una conversión altamente selectiva del dióxido de carbono del gas de efecto invernadero en etileno, un material fuente importante para la industria química. En la revista Comunicaciones de la naturaleza , un equipo encabezado por la Dra. Beatriz Roldan Cuenya de la Ruhr-Universität Bochum describe cómo se puede utilizar el cobre tratado con plasma para este propósito.
Los catalizadores utilizados tradicionalmente para la conversión electroquímica de dióxido de carbono en productos químicos útiles no fueron lo suficientemente eficientes. La razón: los materiales no tienen una alta selectividad; producen un poco de etileno y demasiados productos secundarios no deseados. Esto ahora se ha cambiado.
Más selectividad a través del tratamiento con plasma
La estudiante de doctorado Hemma Mistry del Instituto de Física Experimental IV en Bochum usó películas de cobre tratadas con plasma de oxígeno o hidrógeno como catalizadores. A través de estos tratamientos con plasma, alteró las propiedades de la superficie de cobre, haciéndola más rugosa o menos rugosa, por ejemplo, y oxidando el material. El investigador varió los parámetros del plasma sistemáticamente hasta que alcanzó las propiedades óptimas de la superficie.
Su mejor catalizador cuenta con una tasa de producción de etileno más alta que los catalizadores de cobre tradicionales. Al mismo tiempo, actúa de manera altamente selectiva, lo que significa que la cantidad de productos secundarios no deseados se reduce considerablemente ". Es un nuevo récord para este material", concluye Beatriz Roldan Cuenya.
Mecanismo decodificado
Los investigadores también identificaron la razón por la cual esta forma de tratamiento con plasma ha tenido éxito. Utilizando la radiación sincrotrón, analizaron el estado químico de la película de cobre durante la catálisis de la reacción. Mediante estas mediciones, detectaron la causa de la mayor selectividad de etileno.El componente clave era iones de cobre cargados positivamente en la superficie del catalizador.
Se suponía que el cobre solo puede existir en su forma metálica en condiciones de reacción. El descubrimiento de los investigadores ahora refutó esta suposición, y sus hallazgos fueron confirmados por análisis microscópico adicional. "Los resultados abren nuevas posibilidades para diseñar catalizadores enla nanoescala con actividad específica y selectividad ", dice Beatriz Roldan Cuenya.
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Materiales proporcionado por Ruhr-Universitaet-Bochum . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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