Investigadors de la VCU han descobert un catalitzador eficaç per a la conversió termoquímica de diòxid de carboni en àcid fòrmic, un descobriment que podria proporcionar una nova estratègia de captura de carboni que es pot reduir a mesura que el món s'enfronta al canvi climàtic. Un agent potencialment important per al diòxid de carboni atmosfèric.
«És ben sabut que el ràpid creixement dels gasos d'efecte hivernacle a l'atmosfera i els seus efectes perjudicials sobre el medi ambient és un dels principals reptes als quals s'enfronta la humanitat avui dia», va dir l'autor principal, el Dr. Shiv N. Khanna, professor emèrit de la Commonwealth al departament de física de la Facultat d'Humanitats de la VCU. «La conversió catalítica del CO2 en productes químics útils com l'àcid fòrmic (HCOOH) és una estratègia alternativa rendible per mitigar els efectes adversos del CO2. L'àcid fòrmic és un líquid de baixa toxicitat que és fàcil de transportar i emmagatzemar a temperatura ambient. També es pot utilitzar com a precursor químic d'alt valor afegit, portador d'emmagatzematge d'hidrogen i un possible substitut futur dels combustibles fòssils».
Hanna i el físic investigador de la VCU, el Dr. Turbasu Sengupta, van descobrir que els clústers units de calcogenurs metàl·lics poden actuar com a catalitzadors per a la conversió termoquímica de CO2 a àcid fòrmic. Els seus resultats es descriuen en un article titulat “Conversió de CO2 a àcid fòrmic mitjançant l'ajust dels estats quàntics en clústers de calcogenurs metàl·lics” publicat a Communications Chemistry of Nature Portfolio.
«Hem demostrat que, amb la combinació adequada de lligands, la barrera de reacció per convertir CO2 en àcid fòrmic es pot reduir significativament, accelerant considerablement la producció d'àcid fòrmic», va dir Hanna. «Per tant, diríem que aquests catalitzadors afirmats podrien fer que la síntesi d'àcid fòrmic sigui més fàcil o més factible. L'ús de clústers més grans amb més llocs d'unió de lligands o mitjançant la unió de lligands donants més eficients està en línia amb les nostres millores addicionals en la conversió d'àcid fòrmic que es poden aconseguir respecte al que es mostra a les simulacions computacionals».
L'estudi es basa en el treball previ de Hanna que demostra que l'elecció correcta del lligand pot convertir un clúster en un superdonador que dona electrons o un acceptor que accepta electrons.
«Ara demostrem que el mateix efecte té un gran potencial en la catàlisi basada en clústers de calcogenurs metàl·lics», diu Hanna. «La capacitat de sintetitzar clústers enllaçats estables i controlar la seva capacitat per donar o acceptar electrons obre un nou camp de catàlisi, ja que la majoria de les reaccions catalítiques depenen de catalitzadors que donen o accepten electrons».
Un dels primers científics experimentals en aquest camp, el Dr. Xavier Roy, professor associat de química a la Universitat de Columbia, visitarà la VCU el 7 d'abril per al Simposi de Primavera del Departament de Física.
«Treballarem amb ell per veure com podem desenvolupar i implementar un catalitzador similar utilitzant el seu laboratori experimental», va dir Hanna. «Ja hem treballat estretament amb el seu grup, on han sintetitzat un nou tipus de material magnètic. Aquesta vegada ell serà el catalitzador».
Subscriu-te al butlletí de la VCU a newsletter.vcu.edu i rep històries, vídeos, fotos, clips de notícies i llistes d'esdeveniments seleccionats a la teva safata d'entrada.
CoStar Group anuncia 18 milions de dòlars per a VCU per construir el Centre d'Arts i Innovació CoStar