p Os pontos quânticos de grafeno podem oferecer uma maneira simples de reciclar o dióxido de carbono em combustível valioso, em vez de liberá-lo na atmosfera ou enterrá-lo no subsolo, de acordo com cientistas da Rice University. p Os pontos quânticos de grafeno dopado com nitrogênio (NGQDs) são um eletrocatalisador eficiente para fazer hidrocarbonetos complexos a partir do dióxido de carbono, de acordo com a equipe de pesquisa liderada pelo cientista de materiais do arroz Pulickel Ajayan. Usando eletrocatálise, seu laboratório demonstrou a conversão do gás de efeito estufa em pequenos lotes de etileno e etanol.

p A pesquisa é detalhada esta semana em Nature Communications .

p Embora eles não entendam inteiramente o mecanismo, os pesquisadores descobriram que os NGQDs funcionavam quase tão eficientemente quanto o cobre, que também está sendo testado como um catalisador para reduzir o dióxido de carbono em combustíveis líquidos e produtos químicos. E os NGQDs mantêm sua atividade catalítica por muito tempo, eles relataram.

p "É surpreendente porque as pessoas tentaram todos os tipos diferentes de catalisadores. E existem apenas algumas opções reais, como o cobre, "Disse Ajayan." Acho que o que descobrimos é fundamentalmente interessante, porque fornece um caminho eficiente para a triagem de novos tipos de catalisadores para converter dióxido de carbono em produtos de maior valor. "

p Esses problemas dificilmente são um segredo. O dióxido de carbono atmosférico subiu acima de 400 partes por milhão no início deste ano, o mais alto foi em pelo menos 800, 000 anos, conforme medido por meio de análise de núcleo de gelo.

p "Se pudermos converter uma fração considerável do dióxido de carbono que é emitido, poderíamos conter os níveis crescentes de dióxido de carbono atmosférico, que têm sido associados às mudanças climáticas, "disse o co-autor Paul Kenis, da Universidade de Illinois.

p Em testes de laboratório, Os NGQDs provaram ser capazes de reduzir o dióxido de carbono em até 90 por cento e converter 45 por cento em etileno ou álcool, comparáveis ​​aos eletrocatalisadores de cobre.

p Os pontos quânticos de grafeno são folhas de átomos de carbono com a espessura de um átomo que foram divididas em partículas com cerca de um nanômetro de espessura e apenas alguns nanômetros de largura. A adição de átomos de nitrogênio aos pontos permite reações químicas variadas quando uma corrente elétrica é aplicada e uma matéria-prima como o dióxido de carbono é introduzida.

p "O carbono normalmente não é um catalisador, "Disse Ajayan." Uma de nossas perguntas é por que esse doping é tão eficaz. Quando o nitrogênio é inserido na rede grafítica hexagonal, pode assumir várias posições. Cada uma dessas posições, dependendo de onde o nitrogênio se encontra, deve ter atividade catalítica diferente. Então tem sido um quebra-cabeça, e embora as pessoas tenham escrito muitos artigos nos últimos cinco a 10 anos sobre o carbono dopado e defeituoso como catalisador, o quebra-cabeça não está realmente resolvido. "

p "Nossas descobertas sugerem que o nitrogênio piridínico (um composto orgânico básico) situado na borda dos pontos quânticos de grafeno conduz a conversão catalítica de dióxido de carbono em hidrocarbonetos, "disse o pesquisador de pós-doutorado de Rice, Jingjie Wu, co-autor principal do artigo. "A próxima tarefa é aumentar ainda mais a concentração de nitrogênio para ajudar a aumentar a produção de hidrocarbonetos."

p Ajayan observou que, embora a eletrocatálise seja eficaz em escalas de laboratório por enquanto, a indústria depende de catálise térmica escalonável para produzir combustíveis e produtos químicos. "Por essa razão, as empresas provavelmente não o usarão tão cedo para produção em grande escala. Mas a eletrocatálise pode ser feita facilmente no laboratório, e mostramos que será útil no desenvolvimento de novos catalisadores. "