Ingenieros químicos de la Universidad de Stanford han desarrollado un nuevo catalizador que aumenta la producción de hidrocarburos de cadena larga a partir del CO2 capturado .
En un artículo publicado en la revista Proceedings of the National Academy de Sciences , los investigadores informan que el catalizador les ayudó a producir 1, 000 veces más butano, el hidrocarburo más largo que podría producir. bajo su presión máxima, que el catalizador estándar con las mismas cantidades de dióxido de carbono, hidrógeno, catalizador, presión, calor y tiempo.
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“Podemos crear gasolina, básicamente”, dijo Matteo Cargnello, coautor del estudio, en un comunicado de prensa. “Para capturar la mayor cantidad de carbono posible , desea los hidrocarburos de cadena más larga. Cadenas de ocho a 12 átomos de carbono serían lo ideal.”
El nuevo catalizador está compuesto de rutenio recubierto de una fina capa de plástico. Como cualquier catalizador, esta invención acelera las reacciones químicas sin agotarse en el proceso. El rutenio también tiene la ventaja de ser menos costoso que otros catalizadores de alta calidad, como el paladio y el platino.
La clave del aumento de la reactividad es la capa de plástico poroso sobre el rutenio. Un catalizador sin recubrimiento habría funcionado bien pero solo produciría metano, el hidrocarburo de cadena más corta, que tiene solo un átomo de carbono unido a cuatro hidrógenos.
«Un catalizador sin recubrimiento se cubre con demasiado hidrógeno en su superficie, lo que limita la capacidad del carbono para encontrar otros carbonos con los que unirse», dijo Chengshuang Zhou, coautor del artículo, en un comunicado de prensa.
“El polímero poroso controla la relación carbono-hidrógeno y nos permite crear cadenas de carbono más largas a partir de las mismas reacciones. Esta interacción particular y crucial se demostró utilizando técnicas de sincrotrón en el Laboratorio Nacional SLAC”.
Cargnello y su equipo tardaron siete años en descubrir y perfeccionar el nuevo catalizador porque cuanto más larga es la cadena de hidrocarburos, más difícil es producirlo. La unión de carbono a carbono requiere calor y una gran presión, lo que hace que el proceso sea costoso y consuma mucha energía. Es por eso que la capacidad del nuevo catalizador para producir gasolina a partir de la reacción se considera un gran avance.
El investigador dijo que el reactor en su laboratorio solo necesitaría una mayor presión para producir todos los hidrocarburos de cadena larga para gasolina, y él y su equipo están en proceso de construir un reactor de mayor presión.
Si bien los hidrocarburos de cadena larga son un uso innovador del carbono capturado, no son perfectos, reconoció Cargnello. También está trabajando en otros catalizadores y procesos similares que convierten el dióxido de carbono en sustancias químicas industriales valiosas, como las olefinas que se usan para fabricar plásticos, metanol y el santo grial, el etanol, todos los cuales pueden secuestrar carbono sin devolver el dióxido de carbono a los cielos.
“Si podemos hacer olefinas a partir de CO2 para fabricar plásticos, lo hemos secuestrado en un sólido almacenable a largo plazo. Eso sería un gran problema”, dijo Cargnello.
