NUS-chemici hebben een zeer efficiënte nanogestructureerde katalysator ontwikkeld op basis van zink en zilver die koolstofdioxide kan omzetten, een milieuverontreinigende stof en broeikasgas, tot methanol voor gebruik als chemische grondstof en brandstof.

De elektrokatalytische reductie van kooldioxide met behulp van hernieuwbare elektriciteit en een geschikte katalysator is een veelbelovende groene productiemethode om chemicaliën en brandstoffen duurzaam te produceren. Methanol is een van de meest waardevolle producten die uit dit proces kunnen worden gegenereerd. Naast het gebruik als brandstof, het wordt ook gebruikt als een chemische bouwsteen om complexere chemicaliën zoals azijnzuur te produceren. Hoewel de chemische structuur voor methanol eenvoudig kan zijn, de omzettingsefficiëntie van kooldioxide is slecht.

Een onderzoeksteam onder leiding van Prof Yeo Boon Siang, Jason, van het departement scheikunde, NUS in samenwerking met Dr. Federico Calle-Vallejo van de Universiteit van Barcelona, Spanje heeft ontdekt dat zinkdendrieten afgezet op zilverschuim (aangeduid als PD-Zn/Ag-schuim), kan worden gebruikt als katalysator om kooldioxide met hoge efficiëntie om te zetten in methanol. Zink- en zilvermetalen alleen, en hun legeringen, zijn effectiever voor het omzetten van kooldioxide in koolmonoxide. Echter, door ze te modelleren op nanometerschaal, hun functionaliteit als katalysator kan worden verbeterd. Het resulterende PD-Zn/Ag-schuim is in staat om methanol te produceren met een Faraday-efficiëntie en een stroomdichtheid van wel 10,5% en -2,7 mA/cm ² , respectievelijk. Dit vertegenwoordigt een tienvoudige toename ten opzichte van conventionele zink-zilverkatalysatoren. Met behulp van experimentele resultaten en theoretische berekeningen, de katalytisch actieve plaatsen werden geïdentificeerd als gespannen zinkdendrieten die waren afgezet op het zilveren ondersteunende materiaal. Deze actieve plaatsen binden sterk aan koolmonoxidetussenproducten, die op hun beurt hun omzetting in methanol vergemakkelijken.

Prof Yeo zei, "Dit werk illustreert dat nanogestructureerde bimetaalsystemen zowel de activiteit als selectiviteit van de katalytische koolstofdioxidereductiereactie kunnen verbeteren. De onderzoeksresultaten kunnen worden benut om katalysatoren met verbeterde functionaliteit te ontwerpen en te synthetiseren."

Voortbouwend op de onderzoeksresultaten van hun werk, het onderzoeksteam is van plan om katalysatoren te ontwikkelen met een hogere methanolomzettingsefficiëntie.