Combinando un CeO ₂ catalizzatore con anidride carbonica atmosferica, ricercatori dell'Università della città di Osaka, Università di Tohoku, e Nippon Steel Corporation hanno sviluppato un efficace processo catalitico per la sintesi diretta di dioli in policarbonato senza l'utilizzo di agenti disidratanti. Il loro metodo, pubblicato in chimica verde , non si basa su materie prime chimiche tossiche come fosgene e monossido di carbonio, rendendolo il primo sistema di reazione "verde" ad alto rendimento al mondo.

C'è una necessità mondiale di ridurre l'anidride carbonica, uno dei maggiori gas serra, e convertirlo in un composto chimico utile ha attirato molta attenzione negli ultimi anni. Sono stati sviluppati vari sistemi catalitici efficaci, ma si basano su sostanze chimiche tossiche che producono sottoprodotti ingestibili. Processi che utilizzano substrati facilmente disponibili e sicuri, con l'acqua come unico sottoprodotto, sono emerse come alternativa. Ancora, alti livelli di sottoprodotto acquoso impediscono a questi processi di sintetizzare una quantità sufficiente di policarbonati.

"La maggior parte dei processi utilizza un agente disidratante per mantenere bassi i livelli dell'acqua per superare un equilibrio, ", ha affermato Masazumi Tamura dell'Università della città di Osaka, "ma alcuni dei problemi da affrontare sono l'alta pressione di anidride carbonica necessaria, il recupero e la rigenerazione dell'agente disidratante, e la contaminazione dei sottoprodotti generati dal suo utilizzo."

Per aggirare questi problemi, il team di ricerca ha sviluppato un processo catalitico che non utilizza un agente disidratante. Concentrandosi sulla differenza dei punti di ebollizione tra il prodotto chimico/diolo e l'acqua, il team di ricerca ha previsto un'elevata resa di fissazione del carbonio soffiando CO ₂ a pressione atmosferica per far evaporare l'acqua in eccesso.

"È diventato chiaro che tra i catalizzatori di ossido di metallo che abbiamo usato, " ha dichiarato Keiichi Tomishige della Tohoku University, "Amministratore delegato ₂ ha mostrato la più alta attività." Questo semplice sistema di reazione catalitica è il primo in assoluto a sintetizzare con successo dioli in policarbonato da anidride carbonica e dioli a pressione atmosferica. "Questo processo, senza bisogno di agenti disidratanti, può convertire chimicamente l'anidride carbonica utilizzando qualsiasi substrato con un punto di ebollizione sufficientemente superiore a quello dell'acqua, " ha concluso Kenji Nakao della Nippon Steel Corporation, "e può essere applicato alla sintesi dei carbonati, carbammati, e uree, che sono utili additivi per batterie agli ioni di litio e/o materie prime per la sintesi dei polimeri."