I ricercatori della VCU hanno scoperto un catalizzatore efficace per la conversione termochimica dell'anidride carbonica in acido formico, una scoperta che potrebbe fornire una nuova strategia di cattura del carbonio, ridimensionabile in un mondo alle prese con i cambiamenti climatici. Un agente potenzialmente importante per l'anidride carbonica atmosferica.
"È noto che la rapida crescita dei gas serra nell'atmosfera e i loro effetti dannosi sull'ambiente rappresentano una delle principali sfide che l'umanità si trova ad affrontare oggi", ha affermato l'autore principale, il Dott. Shiv N. Khanna, Professore Emerito del Commonwealth presso il Dipartimento di Fisica della Facoltà di Lettere della VCU. "La conversione catalitica della CO2 in sostanze chimiche utili come l'acido formico (HCOOH) è una strategia alternativa economica per mitigare gli effetti negativi della CO2. L'acido formico è un liquido a bassa tossicità, facile da trasportare e conservare a temperatura ambiente. Può anche essere utilizzato come precursore chimico ad alto valore aggiunto, vettore di stoccaggio dell'idrogeno e possibile futuro sostituto dei combustibili fossili".
Hanna e il fisico ricercatore della VCU, il Dott. Turbasu Sengupta, hanno scoperto che cluster legati di calcogenuri metallici possono agire come catalizzatori per la conversione termochimica di CO2 in acido formico. I loro risultati sono descritti in un articolo intitolato "Conversion of CO2 to Formic Acid by Tuning Quantum States in Metal Chalcogenide Clusters" pubblicato su Communications Chemistry of Nature Portfolio.
"Abbiamo dimostrato che, con la giusta combinazione di ligandi, la barriera di reazione per la conversione di CO2 in acido formico può essere significativamente abbassata, accelerando notevolmente la produzione di acido formico", ha affermato Hanna. "Quindi diremmo che questi catalizzatori potrebbero rendere la sintesi di acido formico più semplice o fattibile. L'uso di cluster più grandi con più siti di legame per i ligandi o l'aggiunta di ligandi donatori più efficienti è in linea con i nostri ulteriori miglioramenti nella conversione dell'acido formico che possono essere ottenuti rispetto a quanto mostrato nelle simulazioni computazionali".
Lo studio si basa sul precedente lavoro di Hanna, che dimostra che la scelta giusta del ligando può trasformare un cluster in un superdonatore che dona elettroni o in un accettore che accetta elettroni.
"Ora dimostriamo che lo stesso effetto ha un grande potenziale nella catalisi basata sui cluster di calcogenuri metallici", afferma Hanna. "La capacità di sintetizzare cluster legati in modo stabile e di controllarne la capacità di donare o accettare elettroni apre un nuovo campo della catalisi, poiché la maggior parte delle reazioni catalitiche dipende da catalizzatori che donano o accettano elettroni".
Uno dei primi scienziati sperimentali nel campo, il dott. Xavier Roy, professore associato di chimica alla Columbia University, visiterà la VCU il 7 aprile per il simposio primaverile del dipartimento di fisica.
"Collaboreremo con lui per vedere come possiamo sviluppare e implementare un catalizzatore simile utilizzando il suo laboratorio sperimentale", ha detto Hanna. "Abbiamo già collaborato a stretto contatto con il suo gruppo, dove hanno sintetizzato un nuovo tipo di materiale magnetico. Questa volta sarà lui il catalizzatore".
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