El público en general conoce el compuesto químico del dióxido de carbono como un gas de efecto invernadero en la atmósfera y debido a su efecto de calentamiento global. Sin embargo, el dióxido de carbono también puede ser una materia prima útil para las reacciones químicas. Un grupo de trabajo en el Instituto Karlsruhe deLa tecnología KIT ahora ha informado sobre esta aplicación inusual en el ChemSusChem diario. Están utilizando dióxido de carbono como materia prima para producir grafeno, un material tecnológico que actualmente es objeto de un intenso estudio.
La combustión de combustibles fósiles como el carbón y el petróleo produce energía para electricidad, calor y movilidad, pero también conduce a un aumento de la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera y, por lo tanto, al calentamiento global. Cortar esta cadena causal es lo que motivaLos científicos buscarán fuentes de energía alternativas pero también usos alternativos del dióxido de carbono. Una posibilidad podría ser ver el dióxido de carbono como materia prima de bajo costo para la síntesis de materiales valiosos, retroalimentando el ciclo de reutilización, tal vez incluso de manera rentablecamino.
Un ejemplo se puede encontrar en la naturaleza. Durante la fotosíntesis en las hojas de las plantas, la combinación de luz, agua y dióxido de carbono crea biomasa, cerrando el ciclo natural del material. En este proceso, es el trabajo de la enzima a base de metalRuBisCo para absorber el dióxido de carbono del aire y hacer que sea utilizable para otras reacciones químicas en la planta. Inspirados por esta conversión natural basada en enzimas metálicas, los investigadores de KIT ahora presentan un proceso en el que el dióxido de carbono del gas de efecto invernadero junto con el hidrógenoel gas se convierte directamente en grafeno a temperaturas de hasta 1000 grados centígrados con la ayuda de superficies metálicas catalíticamente activas especialmente preparadas.
El grafeno es la forma bidimensional del elemento químico carbono, que tiene propiedades eléctricas interesantes y, por lo tanto, es una opción para nuevos componentes electrónicos futuros. Su descubrimiento y trabajabilidad en 2004 condujeron a una investigación intensiva en todo el mundo y ganaron a los descubridores, Andre Geimy Konstanin Novoselov, Premio Nobel de Física en 2010. Los dos eliminaron el grafeno manualmente de un bloque de grafito con cinta adhesiva.
Varios grupos de trabajo en KIT han colaborado para presentar un método en el ChemSusChem diario para separar el grafeno del dióxido de carbono y el hidrógeno por medio de un catalizador metálico. "Si la superficie del metal presenta la proporción correcta de cobre y paladio, la conversión del dióxido de carbono en grafeno se realizará directamente en un simple proceso de un solo paso", explica el director del estudio, el profesor Mario Ruben, del grupo de trabajo Molekulare Materialien en el Instituto de Nanotecnología INT y el Instituto de Química Inorgánica AOC en KIT. En otros experimentos, los investigadores incluso pudieron producir grafenovarias capas de espesor, que podrían ser interesantes para posibles aplicaciones en baterías, componentes electrónicos o materiales de filtro. El próximo objetivo de investigación del grupo de trabajo es formar componentes electrónicos funcionales a partir del grafeno así obtenido. Materiales de carbono como el grafeno y las moléculas magnéticas podrían ser el edificiobloques para futuras computadoras cuánticas, que permiten cálculos ultrarrápidos y energéticamente eficientes pero no se basan en el binariológica de las computadoras de hoy.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Karlsruher für Technologie KIT . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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