Trasformare un'abbondante anidride carbonica in una materia prima chimica toglierebbe valore al gas serra. Però, l'approccio tradizionale è costoso e produce sottoprodotti indesiderati. Ora, scienziati del Pacific Northwest National Laboratory, guidato dal Dr. John Linehan e dal Dr. Aaron Appel, progettato un catalizzatore solubile in acqua per questa trasformazione. Lo hanno fatto comprendendo ciascuno dei passaggi nella conversione dell'anidride carbonica in formiato. Hanno approfondito l'impatto previsto del cambiamento delle condizioni di reazione da un solvente non ecologico all'acqua. Il cambiamento delle condizioni ha reso la reazione favorevole dal punto di vista energetico.

Un potente gas serra, l'anidride carbonica è abbondante e facilmente reperibile. Potrebbe essere usato come materia prima di carbonio o precursore di combustibile chimico. Il catalizzatore del team converte l'anidride carbonica in formiato. Questo sistema catalitico presenta tre distinti vantaggi rispetto ai processi tradizionali. Primo, usa l'acqua, che è un solvente verde. Secondo, il catalizzatore utilizza nichel, molto più disponibile del platino e di altri metalli rari. Finalmente, utilizza come base il bicarbonato di sodio, piuttosto che prodotti chimici che sono più costosi.

Sono stati riportati numerosi esempi di catalizzatori di metalli di transizione preziosi per la trasformazione dell'anidride carbonica in una materia prima di carbonio o combustibile chimico. La maggior parte di questi sistemi opera in solventi organici e utilizza grandi quantità di basi organiche, che creano problemi di spreco e di costo. Gli scienziati hanno progettato, sintetizzato e testato un catalizzatore di nichel solubile in acqua. Quando riscaldato in bicarbonato di sodio acquoso in presenza di alte pressioni di idrogeno e anidride carbonica, produce formiato. In condizioni ottimizzate, ~270 turnover (mole di formiato per moli di catalizzatore) sono stati ottenuti a 80°C in 3,7 ore. Gli scienziati hanno determinato sperimentalmente che la velocità catalitica lenta è dovuta al trasferimento di un idruro dal complesso di nichel all'anidride carbonica è solo leggermente favorevole (1 kcal/mol). Sapere che la reazione funziona in acqua e utilizza risorse meno costose apre le porte per creare più velocemente, catalizzatori di metalli di transizione di prima fila più efficienti per la conversione dell'anidride carbonica.