p À medida que os níveis de dióxido de carbono atmosférico continuam a subir, os cientistas estão procurando novas maneiras de quebrar o CO ₂ moléculas para fazer combustíveis úteis à base de carbono, produtos químicos e outros produtos. Agora, uma equipe de pesquisadores da Brown University encontrou uma maneira de ajustar um catalisador de cobre para produzir hidrocarbonetos complexos - conhecidos como produtos C2-plus - a partir de CO ₂ com notável eficiência. p Em um estudo publicado em Nature Communications , os pesquisadores relatam um catalisador que pode produzir compostos C2-plus com até 72% de eficiência faradaica (uma medida de quão eficientemente a energia elétrica é usada para converter dióxido de carbono em produtos de reação química). Isso é muito melhor do que as eficiências relatadas de outros catalisadores para reações C2-plus, dizem os pesquisadores. E o processo de preparação pode ser escalado para um nível industrial com bastante facilidade, o que dá o novo potencial de catalisador para uso em CO em grande escala ₂ esforços de reciclagem.

p "Houve relatos na literatura de todos os tipos de tratamentos diferentes para o cobre que poderiam produzir esses C2-plus com uma gama de diferentes eficiências, "disse Tayhas Palmore, o professor de engenharia da Brown que foi coautor do artigo com o Ph.D. estudante Taehee Kim. "O que Taehee fez foi um conjunto de experimentos para desvendar o que cada uma dessas etapas de tratamento estava realmente fazendo ao catalisador em termos de reatividade, que apontou o caminho para otimizar um catalisador para esses compostos multicarbonatos. "

p Houve grandes avanços nos últimos anos no desenvolvimento de catalisadores de cobre que poderiam fazer moléculas de carbono único, Palmore diz. Por exemplo, Palmore e sua equipe na Brown desenvolveram recentemente um catalisador de espuma de cobre que pode produzir ácido fórmico de forma eficiente, um importante produto químico de carbono único. Mas o interesse está aumentando em reações que podem produzir produtos C2-plus.

p "Em última análise, todos procuram aumentar o número de carbonos no produto a ponto de produzir combustíveis e produtos químicos com alto teor de carbono, "Palmore disse.

p Havia evidências de pesquisas anteriores de que a halogenação do cobre - uma reação que reveste uma superfície de cobre com átomos de cloro, bromo ou iodo na presença de um potencial elétrico - poderia aumentar a seletividade de um catalisador de produtos C2-plus. Kim experimentou uma variedade de métodos diferentes de halogenação, zerando em quais elementos de halogênio e quais potenciais elétricos produziram catalisadores com o melhor desempenho em CO ₂ reações -para-C2-plus. Ele descobriu que as preparações ideais podem render eficiências faradaicas entre 70,7% e 72,6%, muito mais alto do que qualquer outro catalisador de cobre.

p A pesquisa ajuda a revelar os atributos que tornam um catalisador de cobre bom para produtos C2-plus. As preparações com as mais altas eficiências tinham um grande número de defeitos de superfície - pequenas rachaduras e fendas na superfície halogenada - que são críticos para as reações de acoplamento carbono-carbono. Esses locais de defeitos parecem ser a chave para a alta seletividade dos catalisadores em relação ao etileno, um produto C2-plus que pode ser polimerizado e usado para fazer plásticos.

p Em última análise, tal catalisador ajudará na reciclagem em grande escala de CO ₂ . A ideia é capturar CO ₂ produzidos por instalações industriais como usinas de energia, fabricação de cimento ou diretamente do ar, e convertê-lo em outros compostos de carbono úteis. Isso requer um catalisador eficiente que seja fácil de produzir e regenerar, e barato o suficiente para operar em escala industrial. Este novo catalisador é um candidato promissor, dizem os pesquisadores.

p "Estávamos trabalhando com catalisadores em escala de laboratório para nossos experimentos, mas você pode produzir um catalisador de praticamente qualquer tamanho usando o método desenvolvido, "Palmore disse.