La struttura di CuPS, il complesso di rame che si comporta come un fotosensibilizzatore redox, e il catalizzatore a base di manganese sviluppato nello studio. Credito: Giornale della Società Chimica Americana
I ricercatori del Tokyo Institute of Technology hanno progettato un CO 2 metodo di riduzione basato solo su elementi comuni. Raggiungere una resa quantica complessiva di CO . del 57 percento 2 prodotti di riduzione, è il sistema più performante del suo genere segnalato fino ad oggi, aumentare le prospettive per soluzioni di cattura del carbonio convenienti.
Poiché il riscaldamento globale rappresenta una delle più grandi sfide per l'umanità nel 21° secolo, la ricerca per frenare l'aumento della CO 2 emissioni è più urgente che mai.
In uno studio pubblicato su Giornale della Società Chimica Americana , Osamu Ishitani e i colleghi del Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) e del National Institute of Advanced Industrial Science and Technology del Giappone segnalano un sistema fotocatalitico che avvicina gli scienziati al raggiungimento della fotosintesi artificiale, l'obiettivo di creare un sistema sostenibile simile al modo in cui le piante si convertono CO 2 all'energia utile utilizzando metalli abbondanti in terra.
Sebbene siano stati segnalati sistemi fotocatalitici a complessi metallici per la CO 2 riduzione, molti di loro usavano complessi di metalli nobili e/o rari. Rispetto a questi approcci che utilizzano metalli rari (come rutenio e renio), l'uso di metalli abbondanti sulla terra è "più verde" e poco costoso, e ha quindi suscitato molto interesse.
Il loro nuovo processo è costituito da due componenti (vedi figura):(1) un complesso di rame (CuPS) che si comporta come un fotosensibilizzatore redox e (2) un catalizzatore a base di manganese, Mn(4OMe).
CuPS ha dimostrato di essere un fotosensibilizzatore redox stabile ed efficiente, poiché la decomposizione era solo del 2% dopo 12 ore di irradiazione. Inoltre, CuPS ha mostrato una capacità di riduzione molto più forte rispetto ad altri fotosensibilizzanti studiati fino ad oggi.
Il team ha riferito che la resa quantica totale di CO 2 prodotti di riduzione è stata del 57 per cento, il fatturato basato sul catalizzatore al manganese è stato di oltre 1300 e la selettività della CO 2 la riduzione è stata del 95 per cento.
In particolare, la cifra del 57 per cento è notevole, come commentano i ricercatori:"Per quanto a nostra conoscenza, questo è il più alto rendimento quantico per CO 2 riduzione utilizzando elementi abbondanti e la resa sarebbe paragonabile a quella ottenuta con metalli rari."
Lo studio evidenzia il modo in cui i progressi incrementali nella chimica possono avere un grande impatto sull'obiettivo più ampio di lavorare verso un futuro senza combustibili fossili.
