Novo catalisador de níquel opera em água para transformar gás de efeito estufa em matéria-prima química
p O novo catalisador de níquel adiciona hidrogênio (H2) a dióxido de carbono (CO2) em água usando bicarbonato (NaHCO 3 ) como base. Os grupos éter propílico nos ligantes fosfina (cadeias longas) tornam o catalisador de níquel (Ni) solúvel em água. Crédito:Samantha Burgess, PNNL
p Transformar abundante dióxido de carbono em matéria-prima química extrairia valor do gás de efeito estufa. Contudo, a abordagem tradicional é cara e produz subprodutos indesejados. Agora, cientistas do Pacific Northwest National Laboratory, liderado pelo Dr. John Linehan e Dr. Aaron Appel, projetou um catalisador solúvel em água para essa transformação. Eles fizeram isso entendendo cada uma das etapas na conversão de dióxido de carbono em formato. Eles investigaram o impacto esperado de alterar as condições de reação de um solvente não ecologicamente correto para a água. Mudar as condições tornou a reação favorável do ponto de vista energético. p Um potente gás de efeito estufa, o dióxido de carbono é abundante e está prontamente disponível. Pode ser usado como matéria-prima de carbono ou precursor de combustível químico. O catalisador da equipe converte dióxido de carbono em formato. Este sistema de catalisador tem três vantagens distintas sobre os processos tradicionais. Primeiro, usa água, que é um solvente verde. Segundo, o catalisador usa níquel, muito mais disponível do que a platina e outros metais raros. Finalmente, ele usa bicarbonato de sódio como base, em vez de produtos químicos que são mais caros.
p Numerosos exemplos de preciosos catalisadores de metal de transição para a transformação de dióxido de carbono em uma matéria-prima de carbono ou combustível químico foram relatados. A maioria desses sistemas opera em solventes orgânicos e utiliza grandes quantidades de bases orgânicas, que criam desperdício e problemas de custo. Os cientistas projetaram, sintetizou e testou um catalisador de níquel solúvel em água. Quando aquecido em bicarbonato de sódio aquoso na presença de altas pressões de hidrogênio e dióxido de carbono, ele produz formato. Sob condições otimizadas, ~ 270 turnovers (mole de formato por mole de catalisador) foram obtidos a 80 ° C em 3,7 horas. Os cientistas determinaram experimentalmente que a taxa catalítica lenta é porque a transferência de um hidreto do complexo de níquel para o dióxido de carbono é apenas ligeiramente favorável (1 kcal / mol). Saber que a reação funciona na água e usa recursos menos caros abre as portas para uma criação mais rápida, catalisadores de metal de transição de primeira linha mais eficientes para conversão de dióxido de carbono.