Vols estar al dia? Subscriu-te al nostre newsletter. 1 E-mail cada 2 Mesos! |
 |
Cerdanyola del Vallès, 18 de maig 2023 L'economia lineal ha demostrat ser insostenible a llarg termini a causa del seu ús ineficaç dels recursos naturals, que condueix a una gran quantitat d'emissions de gasos d'efecte hivernacle i a la generació de residus. Un model alternatiu, l'anomenada economia circular, es basa en un cicle de producció eficient que se centra en la minimització de residus i un millor reciclatge i sembla ser clau per trobar solucions a la crisi climàtica. Un procés que pot ser essencial en aquest repte és el segrest i l'ús del diòxid de carboni (CO2), és a dir, transformar el diòxid de carboni atmosfèric o produït en portadors d'energia o molècules de plataforma de la indústria química.
Una col·laboració internacional entre l'Institut de Tecnologia Química – centre de recerca conjunt entre el Consell Superior d’Investigacions Científiques i la Universitat Politècnica de València (ITQ-CSIC-UPV), el sincrotró SOLEIL, la Universidad de Cádiz i el Sincrotró ALBA ha permès sintetitzar un nou catalitzador capaç d'hidrogenar el diòxid de carboni a metà amb millores significatives en comparació amb els seus anàlegs existents. El seu avantatge principal és que té una activitat molt superior i, per tant, la temperatura de reacció es pot baixar dels 270-400ºC habituals a només 180ºC, amb una excel·lent estabilitat a llarg termini. A més, aquest catalitzador és capaç de funcionar en condicions de subministrament d'energia intermitent, la qual cosa es combina molt bé amb sistemes de producció d'electricitat basats en energies renovables. A més, el seu procés de síntesi és ecològic, el que el converteix en una opció encara millor en termes mediambientals.
Aquest nou catalitzador es pot emprar per a la producció de metà (gas de síntesi natural), considerat un prometedor portador d'energia per a l'emmagatzematge d'hidrogen.
El nou catalitzador sòlid va ser dissenyat i sintetitzat a l'ITQ (CSIC-UPV) mitjançant un procediment de síntesi hidrotermal suau i verd, que va donar com a resultat un material que conté àtoms de carboni intersticials dopats a la xarxa cristal·lina d'òxid de ruteni (Ru), permetent l'estabilització dels cations de Ru en un estat d'oxidació més baix amb la formació d'una fase d'oxicarbonat de ruteni encara no reportada.
S'ha aconseguit una imatge completa de la seva estructura i dels orígens de la seva activitat catalítica combinant diverses tècniques de sincrotró en diferents línies de llum de l’ALBA, combinades al seu torn amb estudis avançats d'imatge a nanoescala realitzats a la Universidad de Cádiz. L'ús combinat d'aquestes eines de caracterització ha permès l'accés a la informació fonamental del catalitzador, com ara la seva estructura electrònica i geomètrica. En particular, l’equip d’investigació va utilitzar les tècniques de sincrotró: APXPS (espectroscòpia de fotoelectrons de raigs X a pressió ambiental) a la línia de llum CIRCE-NAPP, XAS (espectroscòpia d'absorció de raigs X) a CLAESS i XRD (difracció de raigs X) a la línia de llum MSPD. La caracterització amb espectroscòpia d'infrarojos llunyans (IR) també es va realitzar al sincrotró SOLEIL, a França.
Resum de les tècniques de sincrotró emprades de manera sinèrgica per entendre l'estructura i les propietats del catalitzador investigat.
Anàlisis HREM i STEM-EELS fetes a la Universidad de Cádiz.
Amb la col·laboració de la Fundació Espanyola per a la Ciència i la Tecnologia. El Sincrotró ALBA forma part de la xarxa d'Unitats de Cultura Científica i de la Innovació (UCC+i) de la Fundació Espanyola per a la Ciència i la Tecnologia (FECYT) i ha rebut suport a través del projecte FCT-21-17088.
