Después de 150 años, finalmente tuvimos un gran avance hacia convertir el CO2 en combustible

Durante un siglo y medio o más, los investigadores han estado tratando de averiguar cómo hacer algo útil con todo el dióxido de carbono que flota en la atmósfera. Tenemos un montón de cosas, las emitimos cada vez que exhalamos, pero todo lo que hace es pasar el rato en la atmósfera, calentando nuestro planeta y causando varios efectos secundarios potencialmente desagradables en el proceso.

Los científicos harían De Verdad Me encanta encontrar una manera de convertir todo en combustible, lo que supuestamente mataría a dos pájaros de un tiro al reemplazarnos por los fósiles que emiten gases de efecto invernadero. Pero esto ha sido más fácil decirlo que hacerlo: no solo los científicos han luchado para descubrir cómo almacenar todo lo que se reduce del dióxido de carbono, sino que también luchan por comprender cómo la reducción del dióxido de carbono puede incluso catalizarse en primer lugar.

En otras palabras, los científicos han estado básicamente jugando con el CO2 desde mediados del siglo XIX, mezclándolo con diferentes materiales, calentándolo, etc., solo ocasionalmente logrando una reacción ("150 años" es una referencia a un experimento de 1869 en qué investigadores utilizaron un electrocatalizador para convertir el CO2 en ácido fórmico, un conservante). Pero si bien los investigadores han comprendido este potencial durante mucho tiempo, no entendieron realmente por qué se produjeron estas reacciones. Eso hizo imposible realizar experimentos de manera controlada, hasta ahora, gracias a un nuevo experimento llevado a cabo por investigadores de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Columbia. Los resultados de su artículo fueron publicados hoy en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

"Comenzamos a hacer esto de la misma manera en que otras personas lo hacen, a través de prueba y error, y jugando con diferentes materiales para ver cómo la eficiencia de la conversión de CO2 depende de las propiedades de los materiales", dijo la autora principal Irina Chernyshova, científica investigadora asociada de la Columbia University School of Ingeniería y Ciencias Aplicadas, narra Inverso. "Pero eso podría durar toda la vida".

Su avance, explica Chernyshova, tiene que ver con el proceso de reducción electroquímica o la conversión de CO2 en una molécula más simple mediante la adición de energía eléctrica. Mediante el uso de espectroscopia Raman mejorada en la superficie, el equipo pudo observar por primera vez que el dióxido de carbono se puede reducir utilizando un único intermediario, el carboxilato que se adhiere a la superficie de las moléculas de carbono y oxígeno, en lugar de dos.

"Durante 150 años, las personas han sabido que esto es posible, pero no pudieron comercializarlo durante 150 años, porque lo hacen de una manera no sistemática", dijo Chernyshova. "No se pueden examinar todos los materiales en todas las combinaciones posibles".

Ahora que entienden mejor la electroreducción con dióxido de carbono, los investigadores de todo el mundo ahora tienen rieles de guía mucho mejores para su propia investigación, no solo en el campo de la energía renovable sino también con el objetivo de reducir el CO2 en cualquier número de moléculas más útiles, por ejemplo, fertilizantes.. Y porque sabemos más sobre el proverbial "paso uno" de este proceso, los experimentos son mucho más baratos y más fáciles de realizar, con suerte con un efecto en cadena.

"Con este conocimiento y este poder computacional", dice el coautor del artículo Sathish Ponnurangam, en un comunicado de prensa, "los investigadores podrán predecir con mayor precisión la reacción en diferentes catalizadores y especificar los más prometedores, que se pueden sintetizar aún más. probado ".

Junto con los esfuerzos para catalizar el CO2 utilizando la luz solar directa, el proceso más comúnmente conocido como fotosíntesis artificial o semi-artificial debido a la inspiración que obtiene de las plantas, los esfuerzos para transformar el CO2 en combustible o aire respirable están ganando fuerza. A principios de este mes, investigadores de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido descubrieron cómo dividir más eficientemente las moléculas de agua en hidrógeno (que se puede usar como combustible) y oxígeno utilizando una enzima que se encuentra en las algas llamada hidrogenasa.