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Desarrollan un catalizador que transforma el CO2 en materia útil

Químicos del MIT han ideado una manera de atrapar dióxido de carbono y transformarlo en en compuestos orgánicos con un valor añadido.

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Químicos investigadore del MIT (Massachusetts Institute of Technology) han ideado una manera de atrapar dióxido de carbono y transformarlo en en compuestos orgánicos útiles, utilizando un compuesto de metal simple.

Se necesita más trabajo para comprender y optimizar la reacción descubierta, pero en el futuro este idea podría ofrecer una manera fácil y barata de reutilizar y transformar parte del dióxido de carbono emitido por los vehículos y plantas de energía.

Lo ideal sería desarrollar ciclos de carbono neutral para las energías renovables, para obtener el dióxido de carbono de la atmósfera y reducir la contaminación, afirma Christopher Cummins, profesor del MIT de la química y que lidera el equipo de investigación. Además, ya que los productores de petróleo tienen un montón de dióxido de carbono a su disposición, las empresas están interesadas en el uso de ese dióxido de carbono como materia prima barata de hacer los productos químicos de valor agregado, incluyendo materiales polímeros.

La nueva reacción transforma dióxido de carbono en un ion carbonato de carga negativa, que puede entonces reaccionar con un compuesto de silicio para producir formiato, una materia prima común para la fabricación de compuestos orgánicos útiles. Este proceso, que los investigadores describen en la revista Science de la Química, se basa en un ión molecular muy simple conocido como molibdato- un átomo de molibdeno, un metal unido a cuatro átomos de oxígeno.

Los científicos llevan mucho tiempo buscando maneras de convertir el dióxido de carbono en compuestos orgánicos, un proceso conocido como fijación de carbono. Los metales nobles tales como rutenio, paladio y platino, que son relativamente raras, han demostrado ser catalizadores eficaces, pero su alto precio hace menos atractivo su uso industrial a gran escala.

Como alternativa, los químicos han tratado de hacer que metales comunes, como el cobre y el hierro, se comporten como uno de estos poderosos catalizadores mediante la asociación con moléculas que alteran sus propiedades electrónicas y espaciales. Estas moléculas, conocidas como ligandos, pueden ser muy elaboradas y por lo general contienen átomos no metálicos, tales como azufre , fósforo , nitrógeno y oxígeno.

El Molibdato, que es relativamente abundante y estable en el aire y el agua, parecía que podría servir. Un tetraedro sencillo con cuatro átomos de oxígeno unido a un átomo central de molibdeno, el molibdato se utiliza comúnmente como una fuente de molibdeno, que puede catalizar muchos tipos de reacciones. Hasta ahora, nadie había estudiado sus interacciones con el dióxido de carbono. 

En teoría , podría permitir a los investigadores crear un cartucho que almacenar temporalmente el dióxido de carbono emitido por los vehículos. Cuando el cartucho está lleno, el dióxido de carbono podría ser retirado y transferido a una ubicación de almacenamiento permanente.

Otra aplicación posible sería transformando el dióxido de carbono a otros compuestos útiles que contienen carbono. Cummins y sus colegas demuestran que el dióxido de carbono atrapado podría ser convertido a formiato mediante el tratamiento de compuestos que contienen silicio llamados silanos con el complejo de molibdato.

El autor principal del artículo es Ioana Knopf; otros autores son el ex estudiante visitante Takashi Ono, ex postdoc Manuel Temprado, y recientemente galardonado PhD Daniel Tofan. La investigación fue financiada por la Saudi Basic Industries Corporation, el Ministerio de Educación, Cultura y Deporte español, el Ministerio de Economía y Competitividad Español.

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