p Os pesquisadores da ETH desenvolveram um catalisador que converte CO ₂ e metano eficientemente em gás de síntese - uma mistura de hidrogênio e monóxido de carbono. Isso poderia potencialmente ajudar a produzir combustíveis e plásticos sustentáveis p Hoje, quase todos os combustíveis, combustíveis e plásticos são baseados em fontes de carbono fóssil, como óleo, gás natural e carvão. A busca está em andamento em todo o mundo por formas de substituir os hidrocarbonetos fósseis por alternativas sustentáveis. Uma abordagem é a síntese de compostos orgânicos a partir do metano das matérias-primas prejudiciais ao clima (CH4) e CO ₂ .

p Em uma etapa inicial, os dois gases do efeito estufa devem reagir um com o outro por meio da entrada de energia. Isso resulta em uma mistura gasosa de hidrogênio rico em energia (H2) e monóxido de carbono (CO), conhecido como gás de síntese.

p Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor ETH Christoph Müller e pelo cientista sênior Alexey Fedorov desenvolveu agora um catalisador inovador que facilita a conversão de CO ₂ e CH4 em gás de síntese com muito mais eficiência do que os materiais catalisadores anteriores.

p O gás de síntese é uma fonte importante de material para a indústria química. Ele pode ser posteriormente processado em combustível líquido sintético ou em metanol, que por sua vez serve como um produto químico de base na fabricação de plásticos.

p Altamente ativo e estável

p O novo catalisador consiste em oxicarbetos de metal extremamente finos - ou mais precisamente, o melhor filme de oxicarbetos de metal, apenas algumas camadas atômicas de espessura, estabilizado em um suporte de óxido. A reação química entre CO ₂ e o metano para formar o gás de síntese ocorre nessas camadas finas.

p Esses oxicarbetos metálicos planos têm cerca de 1, 000 vezes mais ativo como catalisador do que seus predecessores, carbonetos metálicos com uma estrutura tridimensional (carbonetos "bulk"). Além disso, os novos catalisadores são extremamente estáveis.

p "Os catalisadores convencionais à base de carbonetos metálicos têm a desvantagem de oxidar na presença de CO ₂ , e perder sua atividade como resultado, "explica Müller, Professor de Ciência e Engenharia da Energia no Departamento de Engenharia Mecânica e de Processos. Os novos oxicarbetos metálicos não apresentam essa desvantagem.

p Fechando o ciclo do carbono

p A reação catalítica entre CO ₂ e o metano para produzir gás de síntese é um passo importante para a produção de combustíveis sustentáveis ​​e produtos químicos básicos. Desde CO ₂ pode ser proveniente da atmosfera e apenas o metano vem de recursos fósseis de milhões de anos, Esses combustíveis sintéticos e produtos químicos podem ter uma pegada de carbono menor do que os combustíveis fósseis.

p Há ainda um longo caminho a percorrer, antes que os resultados se apliquem em escala industrial. “Esperamos que nosso novo catalisador se torne uma opção atrativa para a produção de gás de síntese, "diz Fedorov, pesquisador associado do grupo de Müller e coautor do estudo.

p De acordo com os pesquisadores, o novo catalisador de reação pode ser usado em particular para substituir catalisadores de metais preciosos caros, como os baseados em rutênio. Contudo, devido às suas propriedades catalíticas, Filmes atomicamente finos de oxicarbetos metálicos também têm o potencial de abrir uma ampla gama de novas aplicações.