p CO excessivo ₂ as emissões são uma das principais causas das mudanças climáticas, e, portanto, reduzindo o CO ₂ níveis na atmosfera da Terra é a chave para limitar os efeitos ambientais adversos. Em vez de apenas capturar e armazenar CO ₂ , seria desejável usá-lo como matéria-prima de carbono para a produção de combustível para atingir a meta de "sistemas de energia com emissões zero líquidas". A captura e conversão de CO ₂ (de gás combustível ou diretamente do ar) para metano e metanol simplesmente usando água como uma fonte de hidrogênio em condições ambientais forneceria uma solução ideal para reduzir o CO excessivo ₂ níveis e seria altamente sustentável. p Pesquisadores do Tata Institute of Fundamental Research (TIFR), Mumbai, demonstraram o uso de magnésio (nanopartículas e volume) para reagir diretamente ao CO ₂ com água à temperatura ambiente e pressão atmosférica, formando metano, metanol, e ácido fórmico sem a necessidade de fontes externas de energia. O magnésio é o oitavo elemento mais abundante na crosta terrestre e o quarto elemento mais comum na Terra (depois do ferro, oxigênio e silício).

p A conversão de CO ₂ (puro, bem como diretamente do ar) ocorreu em poucos minutos a 300 K e 1 bar. Uma ação cooperativa única de Mg, carbonato de magnésio básico, CO ₂ , e a água habilitou este CO ₂ transformação. Se algum dos quatro componentes estiver faltando, sem CO ₂ a conversão ocorreu. Os intermediários de reação e a via de reação foram identificados por ¹³ CO ₂ rotulagem isotópica, difração de raios-X em pó (PXRD), ressonância magnética nuclear (NMR) e refletância total atenuada in-situ-espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (ATR-FTIR), e racionalizado por cálculos da teoria funcional da densidade (DFT). Durante CO ₂ conversão, Mg foi convertido em hidróxido de magnésio e carbonato, que pode ser regenerado.

p O Mg é um dos metais com menor demanda de energia para produção e gera a menor quantidade de CO ₂ durante a produção. Usando este protocolo, 1 kg de magnésio via reação simples com água e CO ₂ produz 2,43 litros de metano, 940 litros de hidrogênio e 3,85 kg de carbonato de magnésio básico (usado em cimento verde, indústria farmacêutica etc.), e também pequenas quantidades de metanol, e ácido fórmico.

p Na ausência de CO ₂ , O Mg não reage de forma eficiente com a água, e o rendimento de hidrogênio foi extremamente baixo, 100 μmol g ^-1 em comparação com 42000 μmol g ^-1 na presença de CO ₂ . Isso ocorreu devido à baixa solubilidade do hidróxido de magnésio formado pela reação do Mg com água, restringindo a superfície interna de Mg de reagir ainda mais com a água. Contudo, na presença de CO ₂ , hidróxido de magnésio é convertido em carbonatos e carbonatos básicos, que são mais solúveis em água do que hidróxido de magnésio e são removidos do Mg, expor a superfície de Mg fresco para reagir com a água. Assim, este protocolo pode até ser usado para produção de hidrogênio (940 litros por kg de Mg), o que é quase 420 vezes mais do que o hidrogênio produzido pela reação do Mg apenas com água (2,24 litros por kg de Mg).

p Notavelmente, toda essa produção acontece em apenas 15 minutos, à temperatura ambiente e pressão atmosférica, no protocolo excepcionalmente simples e seguro. Ao contrário de outros pós de metal, o pó de Mg é extremamente estável (devido à presença de uma fina camada superficial de passivação de MgO) e pode ser manuseado ao ar sem qualquer perda de atividade. O uso de combustíveis fósseis deve ser restrito (se não evitado), para combater as mudanças climáticas. Este protocolo de Mg será, então, um dos CO sustentáveis ₂ protocolos de conversão, para um CO ₂ - processo neutro para produzir vários produtos químicos e combustíveis (metano, metanol, ácido fórmico e hidrogênio).

p O ambiente do planeta Marte tem 95,32% de CO ₂ , enquanto sua superfície possui água na forma de gelo. Recentemente, a presença de magnésio em Marte em quantidades abundantes também foi relatada. Portanto, explorar a possibilidade do uso deste CO assistido por Mg ₂ processo de conversão em Marte, pesquisadores realizaram este CO assistido por Mg ₂ conversão a uma temperatura mais baixa. Notavelmente, metano, metanol, ácido fórmico e hidrogênio foram produzidos em uma quantidade razoável. Esses resultados indicam o potencial deste processo de Mg para ser usado no ambiente de Marte, um passo para a utilização do magnésio em Marte, embora estudos mais detalhados sejam necessários.