Metano a partir de dióxido de carbono
Catalizador eficiente para la metanización de CO2 por luz
El reciclaje del dióxido de carbono (CO2), especialmente a través de su conversión en metano (CH4), es imperativo mientras las emisiones antropogénicasde CO2 siguen aumentando. Un proceso útil para esta transformación es la metanización fototérmica, en la que elCO2 y el hidrógeno se convierten catalíticamente en CH4 y agua al ser irradiados con luz solar. Un equipo de investigadores ha publicado en la revista Angewandte Chemie la síntesis de un catalizador de níquel-carbono altamente activo y estable para esta reacción.
© Wiley-VCH
El equipo dirigido por Luis Garzón-Tovar y Jorge Gascón, de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (Thuwal, Arabia Saudí), buscaba un catalizador eficaz y económico para la metanización fototérmica delCO2. La catálisis fototérmica se basa en la combinación de procesos químicos impulsados por la luz y térmicos. A diferencia de la fotocatálisis pura, tiene la ventaja de permitir que la luz de mayor longitud de onda en las regiones visible e IR del espectro contribuya a impulsar la reacción.
En lugar de metales preciosos, buscaron basar el nuevo catalizador en un metal abundante y barato, y optaron por utilizar una alta carga de nanopartículas de níquel sobre un soporte de carbono. Los materiales de carbono son soportes muy prometedores para la catálisis fototérmica porque absorben un amplio espectro de luz, son muy eficientes en la conversión de la luz en energía térmica y tienen una gran superficie.
El equipo utilizó un marco metal-orgánico que contiene níquel (Ni-MOF-74) como material de partida para producir el catalizador. La pirólisis controlada de este material a 600 °C resultó ser óptima. El Ni-MOF-74 se descompone para formar nanopartículas de níquel uniformes y finamente distribuidas incrustadas en una matriz de carbono grafítico poroso. El material resultante, denominado Ni@C, demostró una elevada tasa de conversión y una alta selectividad para la metanización bajo luz artificial UV, visible e IR. En un proceso continuo en un reactor de tipo flujo, la eficiencia del catalizador se mantuvo estable durante un periodo de más de 12 horas.
Para demostrar la aplicación práctica de este sistema, se realizó un experimento en el exterior, bajo la luz solar natural, demostrando el potencial de este nuevo catalizador para reducir elCO2 a CH4 utilizando la energía solar.
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