Cómo convertir dióxido de carbono en plástico

Los electrocatalizadores son los primeros materiales, además de las enzimas, que pueden convertir el dióxido de carbono y el agua en bloques de construcción de carbono que contienen uno, dos, tres o cuatro átomos de carbono con una eficiencia superior al 99 por ciento.

Dos de los productos creados por los investigadores, el metilglioxal (C3) y el 2,3-furandiol (C4), pueden utilizarse como precursores para plásticos, adhesivos y productos farmacéuticos. El formaldehído tóxico podría ser reemplazado por metilglioxal, que es más seguro.

El descubrimiento, basado en la química de la fotosíntesis artificial, se detalla en la revista Energy and Environmental Science.

"Nuestro avance podría llevar a la conversión del dióxido de carbono en productos valiosos y materias primas en las industrias química y farmacéutica", dijo el autor principal del estudio, Charles Dismukes, profesor del Departamento de Química y Biología Química y del Departamento de Bioquímica y Microbiología de Rutgers, Universidad de New Brunswick. También es investigador principal en el Instituto de Microbiología Waksman de Rutgers.

Imagen  que muestra cómo el dióxido de carbono se puede convertir electroquímicamente en polímeros valiosos y precursores de fármacos.

Anteriormente, los científicos demostraron que el dióxido de carbono puede convertirse electroquímicamente en metanol, etanol, metano y etileno con rendimientos relativamente altos. Pero tal producción es ineficiente y demasiado costosa para ser comercialmente factible, según la autora del estudio Karin Calvinho, estudiante de doctorado de química en la Escuela de Estudios de Posgrado de Rutgers.

Sin embargo, el dióxido de carbono y el agua se pueden convertir electroquímicamente en una amplia gama de productos a base de carbono, utilizando cinco catalizadores hechos de níquel y fósforo, que son baratos y abundantes, dijo.

La elección del catalizador y otras condiciones determinan cuántos átomos de carbono se pueden unir para formar moléculas o incluso generar polímeros más largos. En general, cuanto más larga sea la cadena de carbono, más valioso será el producto.

Sobre la base de su investigación, los científicos de Rutgers obtuvieron patentes para los electrocatalizadores y formaron RenewCO2, una nueva empresa.

El siguiente paso es aprender más sobre la reacción química subyacente, por lo que puede usarse para producir otros productos valiosos como los dioles, que se usan ampliamente en la industria de los polímeros, o los hidrocarburos que se pueden usar como combustibles renovables. Los expertos de Rutgers están diseñando, construyendo y probando electrolizadores para uso comercial.

Referencia

Selective CO2 reduction to C3 and C4 oxyhydrocarbons on nickel phosphides at overpotentials as low as 10 mV.

Karin U. D. Calvinho, Anders B. Laursen,  Kyra M. K. Yap,  Timothy A. Goetjen,  Shinjae Hwang,  Nagarajan Murali,  Bryan Mejia-Sosa,  Alexander Lubarski,  Krishani M. Teeluck,  Eugene S. Hall,  Eric Garfunkel,  Martha Greenblatta  and  G. Charles Dismukes. 

Energy and Environmental Science.

Trabajo de investigación, aquí.