Investigadores de la VCU han descubierto un catalizador eficaz para la conversión termoquímica del dióxido de carbono en ácido fórmico, un hallazgo que podría proporcionar una nueva estrategia de captura de carbono que se puede adaptar a medida que el mundo afronta el cambio climático. Un agente potencialmente importante para el dióxido de carbono atmosférico.
“Es bien sabido que el rápido aumento de los gases de efecto invernadero en la atmósfera y sus efectos perjudiciales sobre el medio ambiente constituyen uno de los principales desafíos que enfrenta la humanidad hoy en día”, afirmó el autor principal, el Dr. Shiv N. Khanna, Profesor Emérito de la Commonwealth en el departamento de física de la Facultad de Humanidades de la VCU. “La conversión catalítica de CO2 en productos químicos útiles como el ácido fórmico (HCOOH) es una estrategia alternativa rentable para mitigar los efectos adversos del CO2. El ácido fórmico es un líquido de baja toxicidad, fácil de transportar y almacenar a temperatura ambiente. También puede utilizarse como precursor químico de alto valor añadido, portador de hidrógeno y un posible sustituto futuro de los combustibles fósiles”.
Hanna y el físico investigador de la VCU, el Dr. Turbasu Sengupta, descubrieron que los cúmulos ligados de calcogenuros metálicos pueden actuar como catalizadores para la conversión termoquímica de CO2 en ácido fórmico. Sus resultados se describen en un artículo titulado "Conversión de CO2 a ácido fórmico mediante la modulación de estados cuánticos en cúmulos de calcogenuros metálicos", publicado en Communications Chemistry of Nature Portfolio.
“Hemos demostrado que, con la combinación adecuada de ligandos, la barrera de reacción para convertir CO2 en ácido fórmico puede reducirse significativamente, acelerando enormemente la producción de ácido fórmico”, afirmó Hanna. “Por lo tanto, podemos afirmar que estos catalizadores podrían facilitar o hacer más viable la síntesis de ácido fórmico. El uso de clústeres más grandes con más sitios de unión de ligandos o la incorporación de ligandos donadores más eficientes concuerda con nuestras observaciones, y permite lograr mejoras adicionales en la conversión de ácido fórmico con respecto a lo mostrado en las simulaciones computacionales”.
El estudio se basa en el trabajo previo de Hanna, que demuestra que la elección correcta del ligando puede convertir un clúster en un superdonador que dona electrones o en un aceptor que acepta electrones.
“Ahora demostramos que este mismo efecto tiene un gran potencial en la catálisis basada en cúmulos de calcogenuros metálicos”, afirma Hanna. “La capacidad de sintetizar cúmulos estables con enlaces químicos y controlar su capacidad para donar o aceptar electrones abre un nuevo campo de la catálisis, ya que la mayoría de las reacciones catalíticas dependen de catalizadores que donan o aceptan electrones”.
El Dr. Xavier Roy, profesor asociado de Química en la Universidad de Columbia y uno de los primeros científicos experimentales en este campo, visitará VCU el 7 de abril para el Simposio de Primavera del Departamento de Física.
“Colaboraremos con él para ver cómo podemos desarrollar e implementar un catalizador similar utilizando su laboratorio experimental”, dijo Hanna. “Ya hemos trabajado estrechamente con su grupo, donde sintetizaron un nuevo tipo de material magnético. Esta vez, él será el catalizador”.
Suscríbase al boletín informativo de VCU en newsletter.vcu.edu y reciba en su bandeja de entrada una selección de historias, vídeos, fotos, noticias y listados de eventos.
CoStar Group anuncia una donación de 18 millones de dólares a VCU para la construcción del Centro de Artes e Innovación CoStar.