Uma concepção de um novo catalisador que converte dióxido de carbono e água em metanol - o catalisador usa nanotubos de carbono para criar uma “rodovia” para os elétrons. Crédito:laboratório Hailiang Wang
Tornar o metanol ficou muito mais fácil, agora que os químicos em Yale abriram uma nova rodovia de elétrons.
A descoberta, publicado online em 27 de novembro na revista Natureza , encontra uma nova solução para duas tarefas químicas:produção de metanol - um volátil, combustível líquido que é valorizado pela indústria - e remove o dióxido de carbono da atmosfera. Hailiang Wang, professor assistente de química em Yale e membro do Instituto de Ciências da Energia do Campus Oeste de Yale, liderou a pesquisa.
O metanol é usado em uma variedade de produtos, incluindo anticongelante, diluentes de tinta, e limpadores de vidro. Ele também é usado para produzir combustível biodiesel, plásticos, Madeira compensada, e roupas de impressão permanente.
Os pesquisadores de Yale desenvolveram um catalisador que converte dióxido de carbono e água em metanol usando eletricidade. É um tipo de catalisador chamado eletrocatalisador molecular heterogêneo - "heterogêneo" porque é um material catalisador sólido operando em um eletrólito líquido, e "molecular" porque o sítio ativo do catalisador é uma estrutura molecular.
A estrutura distinta do novo catalisador é a chave, Disse Wang.
Ele e sua equipe ancoraram moléculas individuais de ftalocianina de cobalto (ou seu derivado) na superfície dos nanotubos de carbono, tubos do tamanho de nanômetros de camadas de grafeno enroladas. Os nanotubos agem como uma rodovia para elétrons, criando uma entrega rápida e contínua de elétrons aos locais catalíticos para a conversão de dióxido de carbono em metanol. É um processo de redução de seis elétrons, os pesquisadores disseram, o que significa que seis elétrons são injetados em uma molécula de dióxido de carbono.
Yueshen Wu (à esquerda) e Xu Lu, co-autores do novo estudo. Crédito:laboratório Hailiang Wang
Antes desta descoberta, uma entrega mais limitada de elétrons - um processo de redução de dois elétrons - significava que os catalisadores moleculares só eram capazes de converter o dióxido de carbono em produtos como o monóxido de carbono.
"Catalisadores moleculares heterogeneizados permitem que nosso grupo faça uma nova química e uma química conhecida de maneiras melhores, e este é um exemplo, "Disse Wang.
Yueshen Wu, um estudante de graduação em Yale, é o primeiro autor do estudo. Os co-autores são o pós-doutorado Xu Lu de Yale e o professor associado Yongye Liang e o estudante de pós-graduação Zhan Jiang da Southern University of Science and Technology na China.
