Het maken van methanol is nu een stuk eenvoudiger geworden, nu chemici van Yale een nieuwe elektronensnelweg hebben geopend.

De vondst, online gepubliceerd op 27 november in het tijdschrift Natuur , vindt een nieuwe oplossing voor twee chemische taken:de productie van methanol, een vluchtige, vloeibare brandstof die door de industrie wordt gewaardeerd - en die koolstofdioxide uit de atmosfeer verwijdert. Hailiang Wang, een assistent-professor scheikunde aan Yale en lid van het Energy Sciences Institute op de West Campus van Yale, leidde het onderzoek.

Methanol wordt gebruikt in een verscheidenheid aan producten, inclusief antivries, verfverdunners, en glasreinigers. Het wordt ook gebruikt voor de productie van biodiesel, kunststoffen, multiplex, en permanent-perskleding.

Yale-onderzoekers ontwikkelden een katalysator die koolstofdioxide en water met behulp van elektriciteit omzet in methanol. Het is een type katalysator dat een heterogene moleculaire elektrokatalysator wordt genoemd - "heterogeen" omdat het een vast katalysatormateriaal is dat werkt in een vloeibaar elektrolyt, en "moleculair" omdat de actieve plaats van de katalysator een moleculaire structuur is.

De duidelijke structuur van de nieuwe katalysator is de sleutel, zei Wang.

Hij en zijn team verankerden individuele moleculen van kobaltftalocyanine (of zijn derivaat) op het oppervlak van koolstofnanobuisjes, nanometergrote buizen van opgerolde grafeenlagen. De nanobuisjes werken als een snelweg voor elektronen, het creëren van een snelle en continue levering van elektronen aan de katalytische plaatsen voor het omzetten van koolstofdioxide in methanol. Het is een reductieproces met zes elektronen, zeiden de onderzoekers, wat betekent dat zes elektronen in één koolstofdioxidemolecuul worden geïnjecteerd.

Voorafgaand aan deze ontdekking, een beperktere afgifte van elektronen - een reductieproces met twee elektronen - betekende dat moleculaire katalysatoren alleen koolstofdioxide konden omzetten in producten zoals koolmonoxide.

"Heterogenized moleculaire katalysatoren stellen onze groep in staat om nieuwe chemie en bekende chemie op betere manieren te doen, en dit is een voorbeeld, ' zei Wang.

Yueshen Wu, een afgestudeerde student aan Yale, is eerste auteur van de studie. Co-auteurs zijn postdoctoraal fellow Xu Lu van Yale en universitair hoofddocent Yongye Liang en afgestudeerde student Zhan Jiang van de Southern University of Science and Technology in China.