Investigadores de la Universidad de Toronto (Canadá) han identificado condiciones que convierten CO2 en etileno de manera más eficiente, abriendo el camino para reciclar este gas de efecto invernadero en plástico. El etileno se utiliza para fabricar polietileno, el plástico más utilizado en la actualidad, cuya producción mundial anual ronda los 80 millones de toneladas. En el corazón de este trabajo está la reacción de reducción de dióxido de carbono, en donde el CO2 se convierte en otros químicos mediante el uso de una corriente eléctrica y una reacción química, ayudados por un catalizador. Muchos metales pueden servir como catalizadores en este tipo de reacción: el oro, la plata y el zinc pueden formar monóxido de carbono, mientras que el estaño y el paladio pueden formar formiato. Pero solo el cobre puede producir etileno, el componente principal del plástico de polietileno.
“El cobre es un metal mágico. Es mágico porque puede producir muchos productos químicos diferentes, como metano, etileno y etanol, pero controlar lo que produce es difícil”, dice el estudiante Phil De Luna, líder del proyecto, basado en las prestaciones de la Canadian Light Source (CLS).
“Creo que el futuro estará lleno de tecnologías que generan valor a partir de los residuos. Es emocionante porque estamos trabajando para desarrollar nuevas y sostenibles formas de satisfacer las demandas de energía del futuro”, dice De Luna.
Una pieza única de equipo desarrollada por el científico senior de CLS, Tom Regier, hizo posible que los investigadores estudiasen la morfología o forma y el entorno químico de su catalizador de cobre a lo largo de la reacción de reducción de CO2, en tiempo real.
Nunca se había hecho antes
“Esto nunca se ha hecho antes”, destaca el estudiante Rafael Quintero-Bermudez, el otro primer coautor del artículo. “Esta medición única nos permitió explorar una gran cantidad de preguntas de investigación sobre cómo se lleva a cabo el proceso y cómo se puede diseñar para mejorar”.
Al identificar las condiciones precisas que maximizan la producción de etileno durante la reacción, es posible diseñar un catalizador para cumplir esas condiciones. Quintero-Bermudez y De Luna se acercaban al final de su tiempo de investigación asignado en el CLS cuando llegaron los resultados clave. Después de innumerables horas de trabajo y muchos intentos fallidos, el experimento funcionó.
“Estábamos a punto de darnos por vencidos, pero cuando llegaron los resultados, fueron tan buenos que tuvimos que sentarnos. Resultados realmente hermosos”, dice Quintero-Bermúdez. Los resultados han sido publicados en Nature Catalysis.
Fuente: ecoavant