Los científicos han mejorado la eficiencia y la estabilidad de la reducción del dióxido de carbono a etanol mediante el uso de cubos de nanocobre recubiertos con óxido de zinc. Este enfoque innovador proporciona una forma sostenible y rentable de producir etanol a partir de dióxido de carbono.
Un nuevo estudio muestra que los científicos han utilizado con éxito una combinación de cobre y óxido de zinc para mejorar la capacidad de reducir catalíticamente el dióxido de carbono a etanol. Tradicionalmente, este proceso sólo se ha basado en catalizadores a base de cobre en condiciones de reacción fijas, que no garantizan una selectividad óptima del etanol. La CORR pulsada ofrece una alternativa prometedora al alterar estas condiciones, pero la estabilidad del catalizador puede verse afectada por un entorno de reacción más severo, lo que afecta negativamente su rendimiento.
Este nuevo estudio destaca los beneficios de utilizar la tecnología de reducción electroquímica pulsada de dióxido de carbono (CO2RR). Además, el equipo descubrió que al agregar una capa de óxido de zinc a los nanocubos de óxido de cobre, podrían aumentar la producción de etanol y al mismo tiempo minimizar los subproductos no deseados como el hidrógeno.
Especialmente en la producción de etanol, se pueden obtener resultados similares o incluso mejores con catalizadores de cobre puro, pero los requisitos de las condiciones de reacción se reducen considerablemente. En el pasado, durante la reducción pulsada de dióxido de carbono, el proceso de oxidación del catalizador provocaba la pérdida de átomos de cobre por oxidación y disolución en el medio líquido (electrolito), reduciendo así la eficacia del catalizador.
En cambio, este estudio revela que se pueden diseñar electrocatalizadores más duraderos depositando una capa de óxido de zinc sobre cubos de nanocobre. Cuando se utiliza este nuevo catalizador, es principalmente el componente de zinc el que se oxida, en lugar del cobre, manteniendo así la integridad y eficiencia del catalizador.
Por lo tanto, este enfoque innovador aumenta la vida útil del propio catalizador, en condiciones de reacción dinámica optimizadas para la producción de productos alcohólicos. La información detallada sobre la estructura y composición de los materiales catalíticos necesaria para optimizarlos se obtiene operando espectroscopía Raman, un método que tiene una sensibilidad extremadamente alta para detectar intermediarios de reacción adsorbidos.
Este hallazgo no solo respalda la hipótesis de que el estado de oxidación del metal juega un papel clave en la reacción y que se producen reactivos activos durante la catálisis, sino que también demuestra un método potencial para mejorar la selectividad y eficiencia de la reducción de dióxido de carbono a etanol. Esto marca un importante paso adelante en la búsqueda de soluciones energéticas sostenibles, proporcionando una forma ecológica y rentable de producir etanol y otros combustibles a partir de dióxido de carbono.
Los cubos de nanocobre y zinc mejoran la eficiencia y durabilidad de la conversión de dióxido de carbono en etanol. Este enfoque proporciona una solución sostenible para la producción de etanol manteniendo al mismo tiempo el rendimiento del catalizador.
Compilado de /ScitechDaily