Het omzetten van overvloedige koolstofdioxide in een chemische grondstof zou waarde uit het broeikasgas persen. Echter, de traditionele aanpak is kostbaar en levert ongewenste bijproducten op. Nutsvoorzieningen, wetenschappers van het Pacific Northwest National Laboratory, onder leiding van Dr. John Linehan en Dr. Aaron Appel, ontwierp een in water oplosbare katalysator voor deze transformatie. Ze deden dit door elk van de stappen te begrijpen bij het omzetten van koolstofdioxide in formaat. Ze gingen in op de verwachte impact van het veranderen van de reactieomstandigheden van een niet-milieuvriendelijk oplosmiddel in water. Het veranderen van de omstandigheden maakte de reactie gunstig vanuit een energetisch oogpunt.

Een krachtig broeikasgas, koolstofdioxide is overvloedig en gemakkelijk beschikbaar. Het kan worden gebruikt als grondstof voor koolstof of als voorloper van chemische brandstof. De katalysator van het team zet koolstofdioxide om in formaat. Dit katalysatorsysteem heeft drie duidelijke voordelen ten opzichte van traditionele processen. Eerst, het gebruikt water, wat een groen oplosmiddel is. Tweede, de katalysator gebruikt nikkel, veel meer beschikbaar dan platina en andere zeldzame metalen. Eindelijk, het gebruikt natriumbicarbonaat als base, in plaats van chemicaliën die duurder zijn.

Talloze voorbeelden van kostbare overgangsmetaalkatalysatoren voor de omzetting van kooldioxide in een koolstofgrondstof of chemische brandstof zijn gerapporteerd. De meeste van deze systemen werken in organische oplosmiddelen en maken gebruik van grote hoeveelheden organische basen, die afval- en kostenproblemen veroorzaken. De wetenschappers ontwierpen, een in water oplosbare nikkelkatalysator gesynthetiseerd en getest. Bij verhitting in waterig natriumbicarbonaat in aanwezigheid van hoge drukken van waterstof en kooldioxide, het levert formaat op. Onder geoptimaliseerde omstandigheden, ~270 omzettingen (mol formiaat per mol katalysator) werden verkregen bij 80 ° C in 3,7 uur. De wetenschappers stelden experimenteel vast dat de trage katalytische snelheid komt doordat de overdracht van een hydride van het nikkelcomplex naar kooldioxide slechts in geringe mate gunstig is (1 kcal/mol). Wetende dat de reactie werkt in water en minder dure middelen gebruikt, opent de deur naar snellere, efficiëntere overgangsmetaalkatalysatoren van de eerste rij voor de omzetting van kooldioxide.