MADRID, 27 Ene. (EUROPA PRESS) -
Investigadores han demostrado por primera vez que el CO2 capturado desde el aire se puede convertir directamente en metanol (CH3OH) usando un catalizador homogéneo.
Los beneficios son de dos tipos: el proceso elimina CO2 perjudiciales de la atmósfera, y el metanol se pueden utilizar como un combustible alternativo a la gasolina. El trabajo representa un paso importante que podría algún día conducir a una futura "economía del metanol", en el que el combustible y almacenamiento de energía se basan principalmente en metanol.
El estudio fue dirigido por Surya Prakash, profesor de química en la Universidad del Sur de California, junto con el premio Nobel George A. Olah, un distinguido profesor de la Universidad del Sur de California. Los investigadores han publicado su trabajo en la revista de la American Chemical Society.
"La captura de CO2 directa y la conversión de metanol usando hidrógeno molecular en la misma olla no se logró antes. Ahora lo hemos conseguido", dijo Prakash a Phys.org.
En los últimos años, los químicos han estado investigando diversas maneras de reciclar el CO2 en productos útiles. Por ejemplo, el tratamiento de CO2 con gas hidrógeno (H2) puede producir metanol, metano (CH4), o ácido fórmico (HCOOH). Entre estos productos, el metanol es especialmente atractivo debido a su uso como combustible alternativo, en pilas de combustible, y para el almacenamiento de hidrógeno.
La industria química produce actualmente más de 70 millones de toneladas de metanol al año debido a que el compuesto también sirve como un bloque de construcción para muchos compuestos más grandes, incluyendo dos de los compuestos orgánicos más producidos, etileno y propileno, que se utilizan para fabricar plásticos y otros productos.
Un factor clave en el proceso de conversión de CO2 a metanol es encontrar un buen catalizador homogéneo, que es esencial para acelerar las reacciones químicas de manera que el metanol pueda ser producido a un ritmo acelerado. El problema es que estas reacciones requieren altas temperaturas (alrededor de 150 ° C) y, lamentablemente, el calor causa a menudo que los catalizadores se descompongan.
En el nuevo estudio, los investigadores desarrollaron un catalizador estable basado en rutenio que no se descompone a altas temperaturas. La buena estabilidad del catalizador permite que sea reutilizado una y otra vez para la producción continua de metanol.
"El desarrollo de catalizadores homogéneos estables para la reducción de CO2 a metanol fue un desafío", dijo Prakash. "La mayoría de los catalizadores se detuvo en la etapa de ácido fórmico. Además, necesitábamos un catalizador que pudiera reducir carbamatos o bicarbonatos de alquilamonio directamente al metanol. Hemos logrado ambos con nuestro catalizador."
Con el nuevo catalizador, junto con algunos compuestos adicionales, los investigadores demostraron que hasta el 79% del CO2 capturado desde el aire se puede convertir en metanol. Inicialmente, el metanol se mezcla con agua, pero puede separarse fácilmente por destilación.
En cuanto a la obra desde una perspectiva más amplia, los investigadores esperan que algún día podría contribuir a una economía de metanol. Este plan consiste en el desarrollo de un "ciclo del carbono antropogénico", en el cual el carbono se recicla para complementar el ciclo natural del carbono.
