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Transformar el CO2 en combustible ecológico con un innovador catalizador alimentado por luz solar

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Transformar el CO2 en combustible ecológico con un innovador catalizador alimentado por luz solar

por Sophie Jenkins

Londres, Reino Unido (SPX) 28 de marzo de 2024

En un estudio innovador, los científicos han desarrollado un método para convertir dióxido de carbono (CO2) en metanol utilizando luz solar y un novedoso catalizador compuesto de átomos de cobre individuales sobre nitruro de carbono nanocristalino. Esta innovación podría impactar significativamente la producción de combustibles sostenibles, contribuyendo a la reducción del calentamiento global.

El esfuerzo de colaboración, que incluye expertos de la Universidad de Nottingham, la Universidad de Birmingham, la Universidad de Queensland y la Universidad de Ulm, se centra en un proceso fotocatalítico. Este método implica iluminar un material semiconductor, que excita los electrones para que reaccionen con CO2 y agua, produciendo metanol, un combustible verde viable. Los hallazgos del estudio han sido documentados en la Revista de Energía y Combustibles Sostenibles de la Royal Society of Chemistry.

La fotocatálisis se ha explorado anteriormente, pero ha enfrentado desafíos en cuanto a eficiencia y selectividad. La investigación introduce un material de nitruro de carbono con átomos de cobre, mejorando la conversión de CO2 en metanol bajo irradiación solar. El Dr. Madasamy Thangamuthu, codirector de la investigación de la Universidad de Nottingham, enfatizó la importancia de controlar los materiales a nanoescala para lograr una alta absorción de luz y una separación de carga eficiente.

El innovador nitruro de carbono se produjo calentándolo hasta un grado específico de cristalinidad, optimizando sus propiedades para la fotocatálisis. Luego, los átomos de cobre se agregaron mediante pulverización catódica con magnetrón, un proceso sin solventes que garantiza un contacto cercano entre el semiconductor y los átomos metálicos.

Tara LeMercier, estudiante de doctorado involucrada en los experimentos, compartió que el nitruro de carbono recién formado, incluso sin cobre, era significativamente más activo que su contraparte tradicional. La inclusión del cobre no solo aumentó la eficiencia sino que también cambió la producción de metano a metanol, alineándose con los objetivos de sostenibilidad.

El profesor Andrei Khlobystov destacó la importancia de utilizar elementos abundantes como carbono, nitrógeno y cobre en el catalizador, subrayando su sostenibilidad y contribución potencial para lograr emisiones netas cero en el Reino Unido.

Esta investigación es un paso adelante hacia la comprensión de los materiales fotocatalíticos para la conversión de CO2 y ofrece una ruta para crear catalizadores selectivos y sintonizables para la producción de combustible verde. Financiada por la subvención del programa EPSRC, esta iniciativa se alinea con el compromiso de la Universidad de Nottingham de promover tecnologías verdes y sostenibles, respaldada además por el establecimiento del Zero Carbon Cluster en East Midlands.

Informe de investigación:La sinergia del nitruro de carbono nanocristalino con un catalizador de un solo átomo de Cu conduce a una reducción fotocatalítica selectiva de CO2 a metanol

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