Pe măsură ce emisiile de CO2 continuă să crească din cauza activităților umane, găsirea unor modalități de a le transforma în substanțe utile devine un obiectiv-cheie al cercetării. Transformarea acestui gaz cu efect de seră în combustibili și substanțe chimice ar putea nu numai să atenueze efectele schimbărilor climatice, dar și să ofere alternative durabile la combustibilii fosili.
Conversia CO2 este un proces chimic care implică transformarea dioxidului de carbon în alte substanțe chimice sau combustibili. Acest proces are adesea loc prin reducere electrochimică, o metodă care utilizează electricitatea pentru a declanșa reacții chimice. Această abordare oferă o soluție potențială pentru reducerea emisiilor de dioxid de carbon, producând în același timp resurse utile. Pentru a iniția reacția de reducere a CO2, sunt necesari catalizatori. Aceștia sunt substanțe care accelerează reacțiile chimice fără a fi consumate în timpul procesului. În mod tradițional, cercetătorii au utilizat catalizatori metalici, precum cuprul, argintul și aurul, pentru a declanșa conversia. Cu toate acestea, aceștia au adesea limitări în ceea ce privește reglabilitatea, ceea ce face dificilă producerea de substanțe chimice specifice. Pentru a depăși aceste provocări, studiile recente s-au orientat către catalizatori nemetalici alternativi care ar putea oferi o mai mare flexibilitate și eficiență în procesul de conversie. Aceste noi tipuri de catalizatori sunt concepute pentru a fi mai ușor reglabile, permițând o mai bună selecție a produselor finale.
O echipă internațională de cercetare, care include oameni de știință de la Universitatea Chineză din Hong Kong, Universitatea din Auckland și Universitatea Națională Yang Ming Chiao Tung, a realizat recent progrese semnificative în acest domeniu. Acești cercetători au prezentat un nou catalizator molecular pe bază de triazol care a prezentat rezultate promițătoare pentru reducerea electrochimică a CO2 la metan (CH₄). În cadrul testelor, sistemul a fost în special capabil să funcționeze la un curent de 10 A timp de 10 ore de electroliză pentru a produce metan la o rată de 23,0 mmol/h. Rezultatele au fost prezentate într-un articol publicat în Nature Energy.
Este important de reținut este că acest catalizator triazolic a putut converti eficient CO2 în metan cu o eficiență bună și o frecvență de rotație ridicată. În alți termeni simpli, aceasta înseamnă că nu numai că poate produce metan din dioxid de carbon în mod eficient, dar poate face acest lucru în mod repetat fără a-și pierde capacitățile. Acest lucru este esențial dacă dorim să avem în vedere aplicarea la scară largă a acestei tehnologii.
Transformarea dioxidului de carbon în metan dă naștere în mod natural la dezbateri din cauza implicațiilor asupra mediului asociate metanului, care este, de asemenea, un gaz cu efect de seră. Cu toate acestea, această metodă are unele avantaje semnificative. În special, este posibil să se reducă emisiile de gaze cu efect de seră, creând în același timp o sursă alternativă de energie. Metanul produs poate fi utilizat pentru încălzire sau pentru producerea de energie electrică. Deși este adevărat că metanul are un potențial semnificativ de încălzire globală atunci când este eliberat în atmosferă, știm, de asemenea, că acesta generează mai puțin CO2 pe unitate de energie produsă decât alte surse, cum ar fi cărbunele sau petrolul, atunci când este utilizat ca combustibil.
Unul dintre aspectele cheie ale acestei conversii este reciclarea carbonului. Prin reutilizarea dioxidului de carbon, în loc de emiterea acestuia în atmosferă, această tehnologie contribuie la stabilirea unui ciclu al carbonului mai durabil. Aceasta transformă poluarea într-o resursă utilă, limitând dependența de combustibilii fosili și reducând în același timp nivelul gazelor cu efect de seră din atmosferă.
În general, rezultatele acestei lucrări evidențiază potențialul catalizatorilor pe bază de triazol pentru a permite electroreducerea selectivă și scalabilă a CO2 . Catalizatorul promițător pe care l-au identificat, 3,5-diamino-1,2,4-triazolul (DAT), ar putea fi în curând studiat și evaluat mai în detaliu de către alte echipe sau ar putea inspira proiectarea unor catalizatori similari pentru a transforma dioxidul de carbon în alte produse utile.
