Logran conversión de dióxido a monóxido de carbono a temperatura ambiente

Se ha demostrado el funcionamiento a temperatura ambiente de un método que podría reducir significativamente los niveles de dióxido de carbono en los gases de escape de las centrales eléctricas alimentadas con combustibles fósiles, una de las principales fuentes de emisiones de carbono a la atmósfera, y de paso reducir drásticamente los costos de la fabricación de diversos productos químicos.

Aunque el equipo internacional de la química Renu Sharma, del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) en Estados Unidos, demostró este método solo a pequeña escala y en un entorno altamente controlado, ya ha ideado todo lo necesario para adaptar el método a su uso a gran escala y hacer que resulte práctico para aplicaciones fuera del laboratorio.

Además de ofrecer una nueva forma potencial de mitigar los efectos del cambio climático global, el nuevo proceso químico empleado por los científicos también podría reducir los costos y las necesidades de energía para producir hidrocarburos líquidos y otros productos químicos utilizados por la industria.

Esto se debe a que los subproductos del nuevo proceso incluyen los ingredientes para sintetizar metano, etanol y otros compuestos basados en el carbono utilizados en numerosos procesos de fabricación industrial.

El equipo aprovechó una nueva fuente de energía del ámbito nanométrico para desencadenar una reacción química corriente que elimina el dióxido de carbono.

En esta reacción, el carbono sólido se adhiere a uno de los átomos de oxígeno del gas de dióxido de carbono, reduciéndolo a monóxido de carbono.

La conversión normalmente requiere cantidades significativas de energía en forma de calor elevado (una temperatura de al menos 700 grados centígrados, lo suficientemente caliente como para derretir el aluminio a una presión atmosférica normal).

En vez de calor, el equipo recurrió a la energía obtenida de oscilaciones de electrones confinadas, conocidas como plasmones de superficie localizados, que discurren sobre nanopartículas individuales de aluminio.

El equipo activó los plasmones de superficie localizados excitando las nanopartículas con un haz de electrones de diámetro ajustable.

Un estrecho haz, de aproximadamente un nanómetro de diámetro, bombardeó las nanopartículas de aluminio individuales mientras que un haz unas mil veces más ancho generó plasmones de superficie localizados, en un gran conjunto de esas nanopartículas.

En el experimento, las nanopartículas de aluminio se depositaron en una capa de grafito, una forma de carbono.

Esto permitió que las nanopartículas transfirieran la energía del plasmón de superficie localizado al grafito.

En presencia de gas de dióxido de carbono, que el equipo inyectó en el sistema, el grafito cumplió la función de extraer átomos individuales de oxígeno del dióxido de carbono, reduciéndolo a monóxido de carbono.

Las nanopartículas de aluminio se mantuvieron a temperatura ambiente.

De esta manera, el equipo logró una gran hazaña: deshacerse del dióxido de carbono sin necesidad de una fuente de calor elevado.

Los métodos anteriores para eliminar el dióxido de carbono han tenido un éxito limitado debido a que las técnicas han requerido alta temperatura o alta presión, han empleado metales preciosos costosos o han tenido una eficiencia pobre.

En cambio, el método basado en plasmones de superficie localizados no solo ahorra energía sino que utiliza aluminio, un metal barato y abundante.

Fuente: Noticias de la Ciencia