El dióxido de carbono (CO2), principal gas de efecto invernadero emitido sobre todo por la quema de combustibles fósiles, es una de las principales causas del cambio climático. Aprovechar el CO2 directamente de las fuentes impuras podría ser beneficioso para la economía verde.
Un equipo de investigadores dirigido por una universidad estatal de Oregón (Oregon State University) ha desarrollado un novedoso compuesto que les ha permitido recoger el dióxido de carbono de las chimeneas y utilizarlo para crear productos químicos de valor comercial.
El nuevo compuesto metal-orgánico, cargado con un producto químico industrial común, el óxido de propileno, puede catalizar la producción de carbonatos cíclicos al tiempo que depura el CO2 de los gases residuales de las fábricas.
Esto es importante, ya que los carbonatos cíclicos son una clase de compuestos que está recibiendo un interés creciente tanto a nivel académico como industrial. Los carbonatos cíclicos pueden prepararse utilizando el gas de efecto invernadero, el dióxido de carbono, como elemento básico. Este líquido inodoro, incoloro y biodegradable puede utilizarse como disolvente polar aprótico.
Los nuevos descubrimientos revelan que pueden obtenerse productos útiles, como electrolitos para baterías y precursores farmacéuticos, a partir del mismo proceso que se emplea para limpiar las emisiones de las instalaciones de fabricación, lo que refuerza las iniciativas relacionadas con la economía verde.
Los investigadores desarrollaron el nuevo compuesto metal-orgánico (metal-organic framework, MOF) tridimensional basado en lantánidos. Los lantánidos son un grupo de metales blandos de color blanco plateado cuyas aplicaciones van desde las gafas de visión nocturna hasta las mechas para encendedores. El MOF también puede utilizarse para catalizar la producción de carbonato cíclico a partir de biogás, que es una mezcla de dióxido de carbono, metano y otros gases procedentes de la descomposición de la materia orgánica.
Figura 1. Gráfico que ilustra el proceso de depuración de dióxido de carbono. Crédito: Oregon State University
“Hemos dado un gran paso hacia la solución de un reto crucial asociado a la ansiada economía circular del carbono mediante el desarrollo de un catalizador eficaz”, afirmó el investigador químico Kyriakos Stylianou, de la Facultad de Ciencias de la OSU, que dirigió el estudio. “Una clave para ello es comprender las interacciones moleculares entre los sitios activos de los MOF con moléculas potencialmente reactivas”.
Un MOF es un híbrido inorgánico-orgánico, un material cristalino y poroso formado por iones metálicos con carga positiva rodeados de moléculas orgánicas “enlazadoras”, en este caso, metales lantánidos y enlazadores de tetracarboxilato. Los MOF de lantánidos también son selectivos para el dióxido de carbono, lo que significa que no les molesta la presencia de otros gases contenidos en las emisiones industriales y el biogás.
Los carbonatos cíclicos tienen un amplio abanico de aplicaciones industriales, como disolventes polares, la fabricación de materiales de policarbonato como lentes de gafas y discos digitales, electrolitos en baterías de litio y precursores de productos farmacéuticos.
“Son hallazgos muy interesantes”, afirma Stylianou. “Y poder utilizar directamente el dióxido de carbono de fuentes impuras ahorra el coste y la energía de separarlo antes de poder utilizarlo para fabricar carbonatos cíclicos, lo que supondrá una gran ayuda para la economía verde”.
Noticia tomada de: Inceptive Mind / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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