A poluição por dióxido de carbono continua a mudar o clima global. Os pesquisadores sabem como identificar essa poluição, mesmo em uma base regional e quase em tempo real. Como parte de uma solução para a poluição do dióxido de carbono, muitos estudos se concentram em como converter esse poluente em um combustível, como o metanol. Catalisadores à base de cobre são uma ferramenta para tais conversões. Compreender a química passo a passo correspondente é essencial para otimizar a conversão do poluente dióxido de carbono em combustível de metanol. No entanto, os detalhes dessa química permanecem obscuros; experimentos são necessários para testar hipóteses que atualmente são baseadas em simulações de computador.
Agora, em um estudo publicado recentemente no Journal of the American Chemical Society pesquisadores da Universidade de Tsukuba e parceiros de colaboração mediram experimentalmente a hidrogenação do formato adsorvido de cobre. Este estudo ajudará os pesquisadores a otimizar etapas críticas no processo de poluente a combustível mencionado acima e, assim, acelerar a produção de metanol.

"A hidrogenação do dióxido de carbono em metanol é uma tecnologia chave em potencial para a produção de combustível e insumos químicos, mas a otimização da reação continua difícil", explica o Dr. Kotaro Takeyasu, autor sênior. "Isso porque é difícil detectar experimentalmente intermediários químicos no mecanismo de reação passo a passo."

A espectroscopia de absorção de reflexão no infravermelho e a dessorção programada por temperatura foram fundamentais para a obtenção de duas descobertas principais. Primeiro, a uma temperatura de 200 Kelvin, a exposição ao hidrogênio atômico correspondeu à hidrogenação do formato adsorvido. A natureza química exata do produto ainda não está clara. Verificou-se também que, a uma temperatura de 250 Kelvin, o formato hidrogenado se decompôs novamente em formato adsorvido ou formaldeído gasoso, na proporção de 96:4.

"Com base em nosso trabalho experimental e computacional, a energia de ativação da hidrogenação do formato adsorvido é de aproximadamente 121 quilojoules por mol", afirma o Dr. Takeyasu. "Nossos resultados são consistentes com os resultados relatados de estudos de síntese de metanol."

As ligas de cobre-zinco são particularmente comuns nesta linha de trabalho. O grupo de pesquisa está atualmente investigando como as energias de ativação relatadas no presente estudo se comparam com ligas catalíticas particularmente úteis, que também requerem investigações experimentais e computacionais.

Os resultados deste estudo ajudarão os pesquisadores a otimizar a produção de metanol a partir do dióxido de carbono. Esse trabalho ajudará a converter um poluente atmosférico em combustível para veículos e matéria-prima química para a indústria. Ele fornece um meio de agregar valor ao dióxido de carbono, que é comumente considerado resíduo. Ao otimizar a reação de hidrogenação descrita aqui, os pesquisadores podem ter uma nova ferramenta para aproveitar ao máximo os recursos limitados. + Explorar mais

Descoberta de um novo catalisador para hidrogenação de dióxido de carbono altamente ativa e seletiva em metanol