Nuevo material transforma dióxido de carbono
Investigadores de la Universidad de Kioto, junto con colegas de la Universidad de Tokio y la Universidad Normal de Jiangsu en China, han desarrollado un nuevo material que puede capturar selectivamente moléculas de dióxido de carbono (CO2) y convertirlas eficientemente en materiales orgánicos útiles.
Este nuevo polímero de coordinación porosa tiene estructuras moleculares en forma de hélice que permiten capturar selectivamente CO2 y convertir eficientemente el CO2 en materiales de carbono útiles. / Ilustración: Mindy Takamiya.
EurekAlert | KYOTO UNIVERSITY
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Describen el material en la revista Nature Communications.
El consumo humano de combustibles fósiles ha provocado un aumento de las emisiones mundiales de CO2, lo que lleva a graves problemas asociados con el calentamiento global y el cambio climático. Una posible forma de contrarrestar esto es capturar y secuestrar carbono de la atmósfera, pero los métodos actuales requieren mucha energía. La baja reactividad del CO2 hace que sea difícil capturarlo y convertirlo de manera eficiente.
"Hemos diseñado con éxito un material poroso que tiene una alta afinidad hacia las moléculas de CO2 y puede convertirlo de manera rápida y efectiva en materiales orgánicos útiles", dice Ken-ichi Otake, químico de materiales de la Universidad de Kyoto del Instituto de Ciencias Integradas de Materiales Celulares (iCeMS).
El material es un polímero de coordinación poroso (PCP, también conocido como MOF; estructura organometálica), una estructura que consiste en iones metálicos de zinc. Los investigadores probaron su material mediante análisis estructural de rayos X y descubrieron que puede capturar selectivamente solo moléculas de CO2 con diez veces más eficiencia que otras PCP.
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El material tiene un componente orgánico con una estructura molecular similar a una hélice, y cuando las moléculas de CO2 se acercan a la estructura, giran y se reorganizan para permitir la captura de CO2, lo que produce ligeros cambios en los canales moleculares dentro de la PCP, lo que le permite actuar como Tamiz molecular que puede reconocer moléculas por tamaño y forma. El PCP también es reciclable; La eficiencia del catalizador no disminuyó incluso después de 10 ciclos de reacción.
"Uno de los enfoques más ecológicos para la captura de carbono es reciclar el dióxido de carbono en productos químicos de alto valor, como los carbonatos cíclicos que se pueden utilizar en productos petroquímicos y farmacéuticos", dice Susumu Kitagawa, químico de materiales en la Universidad de Kyoto.
Después de capturar el carbono, el material convertido puede usarse para fabricar poliuretano, un material con una amplia variedad de aplicaciones que incluyen ropa, electrodomésticos y envases.
Este trabajo destaca el potencial de los polímeros porosos de coordinación para atrapar dióxido de carbono y convertirlos en materiales útiles, abriendo una vía para futuras investigaciones sobre materiales de captura de carbono.
