Más económico, más eficiente, más estable, así es el nuevo catalizador de CO2 que un equipo liderado por Yongtao Meng ha logrado desarrollar.
Introducción
Cambio climático y gases de efecto invernadero
La economía circular lleva años intentando atacar uno de los puntos mas críticos y hablados, el cambio climático. Cuando pensamos en el cambio climático inmediatamente nos viene a la mente el famoso dióxido de carbono. Este gas incoloro es uno de los exponentes mas fuertes entre los malévolos gases de efecto invernadero. Estos gases a pesar de su noble retención del calor, en abundancia ocasionan una retención del mismo que excede la normalidad y conduce a un efecto dominó de acontecimientos que pueden alterar radicalmente el estado de nuestra joven Tierra, esto es lo que conocemos como cambio climático.
Economía circular
En los últimos años han sido muchos los proyectos que se han propuesto, mas o menos exitosos que trataban de lidiar desde el tallo y en ocasiones de raíz con estos gases que produce nuestra industria mayoritariamente. Muchas regulaciones, muchos inventos. Entre ellos destacan los elegantes catalizadores capaces de intervenir en majestuosas reacciones químicas y casi literalmente, dar con la química de una relación atómica.
Los catalizadores
Los catalizadores son todo un campo de estudio, muchas han sido las variantes creadas pero ninguna solución había resultado ideal hasta el momento. Sin ir mas lejos, los catalizadores que mejor cumplen su función están constituidos a base del escaso y en consecuencia carísimo platino. Por tanto esta solución no es perfecta. Es por ello que la ciencia no ha cesado su actividad de investigación y hoy nos ha vuelto a sorprender con el exitoso desarrollo de un catalizador capaz de atacar este excesivamente abundante gas y hacer de el un producto mas benévolo y todo sin recurrir a elementos escasos en la naturaleza. Un combo que merece ser explicado en mas detalle…
Catalizadores y el dióxido de carbono
El lidiar con el CO2 y hacer de él una sustancia de valor en la sociedad química resulta todo un desafío. Este transparente gas resulta un dolor de cabeza de color para los químicos que se atreven con su aspereza. Pasa que esta molécula es exageradamente individualista y difícilmente reacciona con otras sustancias químicas.
Para lograr esta compleja interacción química hasta el momento se ha utilizado un electrocatalizador con electrodos de platino. Técnica bastante buena de no ser porque el kg de este precioso metal ronda alrededor de los 26.000€ el kilogramo…!!!
El precio del platino asciende a más de 26.000€ el kilogramo…
El estudio
Un equipo de investigadores científicos liderado por Yongtao Meng de la Universidad de Connecticut y investigador en la Universidad de Stanford ha publicado este miércoles 13 de noviembre un estudio en PNAS.org donde se detalla como lograron desarrollar un electrocatalizador basado en los abundantes hierro y níquel para la electroreducción del C02 en CO o monóxido de carbono para su posterior utilización en la producción de combustibles y otros materiales.
El proceso al detalle
La célula electroquímica desarrollada por los autores del estudio está barnizada de una porosa y espumosa sustancia catalizadora basada en los metales no preciosos Fe y Ni. Ésta, al ser sometida a una corriente eléctrica así como al flujo del gas dióxido de carbono produce la magia. De los 2 átomos que componen la molécula de C02, uno de ellos se separa de ese intenso enlace molecular y queda como oxígeno libre por un lado y por el otro consecuentemente se origina monóxido de carbono o CO. Este último si bien es altamente tóxico para los humanos, resulta de mayor utilidad industrial. Plásticos, combustibles y muchos productos químicos pueden ser constituidos a partir de este letal precursor.
Análisis microscópico
Una vez obtenidos los exitosos resultados con el nuevo catalizador lo sometieron a un análisis microscópico. Sirviéndose del microscopio electrónico de barrido del laboratorio de Suib se adentraron al espacio íntimo del catalizador. A través de esta cercana exploración pudieron extraer aún mas valor en su desarrollo. El catalizador presentaba unos niveles de degradación casi nulos. Por tanto estábamos ante un catalizador altamente eficiente y resistente basado en materiales abundantes, económicos. ¡Combo!
Extensión industrial
Como resultado de haber creado un sistema tan perfecto era imprescindible esta fase. El electrocatalizador aún se encuentra en esta fase de extensión industrial en la que los autores están viendo la amplitud de su escalabilidad industrial así como posibles aplicaciones en plantas que arrojan ingentes cantidades de dióxido de carbono como deshecho. Principal objetivo que motivó al desarrollo de este catalizador.
Desde CAOXMOS es emocionante redactar estas positivas noticias que confirman la frescura de la ciencia y como ella trabaja por nosotros y por el planeta. Nuestra patria es la ciencia.
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Referencias
Highly active oxygen evolution integrated with efficient CO2 to CO electroreduction
