Desde los gases de efecto invernadero hasta los valiosos productos químicos básicos
Los líquidos iónicos ayudan a entender la conversión electrocatalítica de CO₂
La conversión de dióxido de carbono en hidrocarburos y otros productos químicos básicos es importante si queremos tener una economía sostenible en el futuro. Los investigadores de la Universidad Técnica de Darmstadt y del Instituto Helmholtz de Erlangen-Nürnberg para la Energía Renovable han descifrado los principales pasos en la conversión electroquímica de dióxido de carbono.
Etzold Lab
La conversión de dióxido de carbono en hidrocarburos y otros productos químicos básicos desempeña un papel importante en el camino hacia una economía sostenible. Un proceso prometedor es la conversión electroquímica del gas aislado del aire o de los desechos industriales y las corrientes secundarias en catalizadores de cobre. La energía solar o eólica puede utilizarse como fuente de energía. Esto también ofrece la posibilidad de almacenar el exceso de energía renovable en forma de energía química. Sin embargo, la conversión electrocatalítica del dióxido de carbono es un proceso complejo, y los pasos individuales aún no han sido aclarados. "Una comprensión más profunda de los mecanismos de reacción es esencial para dirigir la implementación del dióxido de carbono hacia los productos deseados", enfatiza el Profesor Bastian J. M. Etzold del Departamento de Química de la Universidad Técnica de Darmstadt.
Junto con el grupo del Profesor Jan P. Hoffmann (Departamento de Materiales y Ciencias de la Tierra de la Universidad Técnica de Darmstadt) e investigadores del Instituto Helmholtz de Erlangen-Nürnberg para la Energía Renovable, Etzold y sus colegas han descifrado ahora los pasos esenciales en la conversión electroquímica de dióxido de carbono. Y lo hicieron con un truco, como ahora informan en la revista Angewandte Chemie International Edition: los científicos aplicaron un líquido iónico al catalizador de cobre que actuó como trampa química. Esto permite interceptar los intermediarios de la conversión electroquímica y evitar o ralentizar ciertos pasos de la reacción. "Pudimos utilizar el cambio resultante en el espectro de productos para simplificar la compleja red de respuesta e identificar los pasos clave", explicó el profesor Etzold. Entre otras cosas, los científicos pudieron derivar nuevos hallazgos sobre la conversión de dióxido de carbono en los alcoholes etanol y propanol, así como en los hidrocarburos etano y etileno.
La estrategia se basa en un concepto llamado SCILL (catalizador sólido con capa líquida iónica) que Etzold publicó por primera vez hace 13 años. Hasta la fecha, SCILL se ha utilizado, por ejemplo, para modificar los catalizadores de platino para las pilas de combustible. Aplicar el líquido iónico al catalizador es fácil, enfatiza Etzold. "El método puede utilizarse en numerosos laboratorios y bancos de pruebas especializados, incluso en condiciones técnicamente relevantes". Gracias a la variedad de líquidos iónicos, el enfoque también es adecuado para el estudio de otras reacciones electroquímicas, así como para el control de la gama de productos en la electrocatálisis en general.
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