Un nuovo catalizzatore rompe l'anidride carbonica in sostanze chimiche utili più velocemente, più economico, e in modo più efficiente rispetto al metodo standard, segnala un team di ricercatori nel numero di questa settimana di PNAS . La scoperta potrebbe consentire di trasformare economicamente l'anidride carbonica in combustibili.

L'anidride carbonica è una sostanza stabile, gas abbondante. In effetti è un po' troppo abbondante, e l'anidride carbonica in più nell'atmosfera sta cambiando il clima del pianeta. Sapendo questo, molti chimici stanno lavorando a modi efficienti per trasformare l'anidride carbonica in altri prodotti utili. Ma la stabilità dell'anidride carbonica lo rende difficile. È difficile ottenere la molecola, felice da solo, reagire con qualsiasi altra cosa.

La migliore tecnica esistente per rompere elettrochimicamente l'anidride carbonica in pezzi che reagiranno chimicamente utilizza un catalizzatore di platino. Ma il platino è raro, metallo costoso.

Ora, un team di ricercatori guidati da Yongtao Meng, un ex studente laureato della UConn nel laboratorio del direttore dell'Institute for Materials Science Steve Suib e ora ricercatore alla Stanford University, ha trovato un modo migliore. Hanno creato una cella elettrochimica riempita con un materiale poroso, catalizzatore schiumoso a base di nichel e ferro. Entrambi i metalli sono economici e abbondanti. Quando l'anidride carbonica entra nella cella elettrochimica, e viene applicata una tensione, il catalizzatore aiuta l'anidride carbonica (un atomo di carbonio con due ossigeni) a rompere l'ossigeno per formare monossido di carbonio (un atomo di carbonio con un ossigeno). Il monossido di carbonio è molto reattivo e un utile precursore per produrre molti tipi di sostanze chimiche, compresi plastica e combustibili come la benzina.

Non solo il nuovo catalizzatore al nichel-ferro funziona bene; in realtà è più efficiente del costoso processo al platino che potrebbe sostituire. La cella elettrochimica che utilizza il catalizzatore al nichel-ferro ottiene un'efficienza quasi del 100%.

"È quasi sconosciuto. In genere in un buon sistema si ottiene un'efficienza dal 90 al 95%, ma potrebbe non essere stabile, potrebbe non funzionare alla stessa bassa tensione o potrebbe non essere economico, " dice Suib. Questo processo ha tutto questo.

Il laboratorio di Suib ha utilizzato la microscopia elettronica a trasmissione a scansione per mappare le sezioni trasversali del nuovo catalizzatore di nichel-ferro, rivelando la sua struttura interna. Tecnicamente è un carbonato di idrossido di ferro nichel, con una struttura porosa che permette al gas di anidride carbonica di fluire attraverso di essa. Il lavoro di microscopia di Suib ha mostrato che il catalizzatore è rimasto intatto e non si è degradato dall'uso.

Il prossimo passo nel processo è vedere se può essere scalato, fatto alla rinfusa, e testato in situazioni industriali come centrali elettriche che producono grandi quantità di anidride carbonica come prodotto di scarto.