Wetenschappers van het Ames Laboratory van het Amerikaanse ministerie van Energie hebben een manier gedemonstreerd om de chemie die ten grondslag ligt aan de omzetting van koolstofdioxide in brandstoffen of grondstofchemicaliën nauwkeurig te controleren, afhankelijk van kleine veranderingen in de katalysator. De bevindingen, gerapporteerd in het tijdschrift Nature Communications, zouden kunnen leiden tot efficiëntere processen voor het recyclen van CO2 tot economisch waardevolle producten.

Het onderzoek richt zich op een katalysator op basis van een metaal genaamd cerium. Wanneer de katalysator wordt gecombineerd met een kleine hoeveelheid zuurstof en wordt verwarmd in aanwezigheid van kooldioxide en waterstof, veroorzaakt dit een chemische reactie die het kooldioxide omzet in methanol of mierenzuur. Methanol is een brandstof die kan worden gebruikt in verbrandingsmotoren of brandstofcellen, terwijl mierenzuur een veelzijdige chemische stof is die kan worden gebruikt om een ​​verscheidenheid aan andere producten te maken, waaronder brandstoffen en kunststoffen.

De wetenschappers ontdekten dat ze de verhouding tussen methanol en mierenzuur, geproduceerd door de reactie, konden controleren door de hoeveelheid zuurstof die in de katalysator aanwezig was zorgvuldig te controleren. Wanneer het zuurstofgehalte laag was, produceerde de reactie meer methanol. Wanneer het zuurstofgehalte hoog was, produceerde de reactie meer mierenzuur.

"We waren in staat een zeer hoge selectiviteit te bereiken voor methanol of mierenzuur, wat belangrijk is voor industriële toepassingen", zegt dr. Wenyu Huang, een wetenschapper bij de afdeling Chemistry and Materials Science and Technology van het Ames Laboratory en de corresponderende auteur van het artikel. . “Dit opent de mogelijkheid om CO2 te gebruiken als duurzame grondstof voor de productie van brandstoffen en chemicaliën.”

De studie werpt ook licht op het mechanisme waarmee de katalysator werkt, wat wetenschappers zou kunnen helpen nog efficiëntere katalysatoren voor CO2-omzetting te ontwerpen.

Dit onderzoek werd ondersteund door het Office of Science van het Amerikaanse ministerie van Energie.