Martinez 2016ap

Investigadors del laboratori que el Departament d’Energia dels EUA posseeix a Oak Ridge (Tennessee) van aconseguir, sense proposar-se-la, l’obtenció directa d’etanol a partir de CO₂.

• La clau: un catalitzador idoni. I barat
• Autors

La clau: un catalitzador idoni. I barat

Un equip de l’Oak Ridge National Laboratory ha desenvolupat un nou procediment electroquímic que converteix el CO₂ en etanol (C₂H₆O). La troballa es va produir quan s’experimentava amb diferents catalitzadors per tal de dur a terme el procés de combustió inversa, a saber, la conversió d’un residu de la combustió (com el CO₂) en combustible. Així doncs, pot semblar que el descobriment de l’equip és allò que, al capdavall, se n’esperava.

Però no és ben bé així: en els processos químics de combustió inversa no és habitual arribar a un hidrocarbur d’una certa complexitat (com l’etanol) directament des del CO₂. Hi sol haver molts estatges intermedis. Sense comptar, a més, que els rendiments de la conversió normalment són baixos, i més aviat el que s’obté és tot un seguit de compostos amb molt escassa proporció de cadascun, cosa que fa els productes obtinguts poc viables i rendibles.

L’atzar va fer que, quan l’equip estava testant diferents catalitzadors capaços d’iniciar el procés de combustió inversa a partir del CO₂, en trobessin un que no només l’iniciava, sinó que el feia acabar en etanol, i a més, amb concentracions properes al 65%. En paraules d’un dels descobridors, “tot intentant estudiar el primer pas d’una reacció química proposada, ens vam adonar que el catalitzador l’estava fent tota, pel seu compte”.

 

L'equip responsable de la troballa (imatge cortesia de l’Oak Ridge National Laboratory, Departament d’Energia dels EUA)

  El catalitzador en qüestió està exempt de materials rars o costosos: consta només de nanopartícules de coure encastades en nanospikes (“nanopunxes”, en podríem dir) de carboni, i de nitrogen. Quan s’hi aplica un voltatge, el CO₂ dissolt en aigua es transforma en etanol, amb un rendiment del 63%. Tot el procés, val a dir, té lloc en condicions normals de temperatura i pressió.

El baix cost dels materials, així com el fet que el procés es produeixi en aigua i en condicions ambientals convencionals, fa pensar els investigadors que aquesta conversió directa de CO₂ a etanol pot ser fàcilment escalable per a aplicacions industrials. Cal assenyalar que una obtenció tan senzilla d’etanol a partir de CO₂ podria revolucionar també la manera de proveir-se d’energia i d’emmagatzemar-ne.

Les anàlisis inicials dels investigadors semblen indicar que les notables característiques del catalitzador esmentat abans són degudes a la seva superfície texturada (a causa dels nanospikes), que multiplica l’espai on pot tenir lloc la conversió del CO₂ en C₂H₆O. Així doncs, sembla que l’ús de materials econòmics combinats amb nanotecnologia pot fer que la utilització de materials cars, com el platí, habituals en aquesta mena de recerques, sigui cosa del passat.

 

Les “nanopunxes” de carboni, sota el microscopi electrònic (imatge cortesia de l’Oak Ridge National Laboratory, Departament d’Energia dels EUA)

Autors

Redactat per: Alfons Martínez Jaume

Per saber-ne més: Oak Ridge National Laboratory, Wiley Online Library

Informació relacionada

• Oak Ridge National Laboratory
• Wiley Online Library