Os cientistas melhoraram a eficiência e a estabilidade da redução do dióxido de carbono em etanol usando cubos de nanocobre revestidos com óxido de zinco. Esta abordagem inovadora proporciona uma forma sustentável e económica de produzir etanol a partir do dióxido de carbono.
Um novo estudo mostra que os cientistas usaram com sucesso uma combinação de cobre e óxido de zinco para melhorar a capacidade de reduzir cataliticamente o dióxido de carbono em etanol. Tradicionalmente, este processo depende apenas de catalisadores à base de cobre sob condições de reação fixas, que não garantem a seletividade ideal do etanol. O CORR pulsado oferece uma alternativa promissora ao alterar essas condições, mas a estabilidade do catalisador pode ser afetada por um ambiente de reação mais severo, impactando negativamente seu desempenho.
Este novo estudo destaca os benefícios do uso da tecnologia de redução eletroquímica pulsada de dióxido de carbono (CO2RR). Além disso, a equipe descobriu que, ao adicionar uma camada de óxido de zinco aos nanocubos de óxido de cobre, eles poderiam aumentar a produção de etanol e, ao mesmo tempo, minimizar subprodutos indesejados, como o hidrogênio.
Especialmente na produção de etanol, resultados semelhantes ou até melhores podem ser obtidos com catalisadores de cobre puro, mas os requisitos para as condições de reação são bastante reduzidos. No passado, durante a redução pulsada do dióxido de carbono, o processo de oxidação do catalisador causava a perda de átomos de cobre por oxidação e dissolução no meio líquido (eletrólito), reduzindo assim a eficácia do catalisador.
Em vez disso, este estudo revela que eletrocatalisadores mais duráveis podem ser projetados depositando um revestimento de óxido de zinco em cubos de nanocobre. Ao utilizar este novo catalisador, é principalmente o componente zinco que é oxidado, em vez do cobre, mantendo assim a integridade e a eficiência do catalisador.
Esta abordagem inovadora aumenta, portanto, a vida útil do próprio catalisador, sob condições de reação dinâmica otimizadas para a produção de produtos alcoólicos. As informações detalhadas sobre a estrutura e composição dos materiais catalíticos necessárias para otimizá-los são obtidas pela operação da espectroscopia Raman, um método que possui sensibilidade extremamente alta na detecção de intermediários de reação adsorvidos.
Esta descoberta não só apoia a hipótese de que o estado de oxidação do metal desempenha um papel fundamental na reação e que os reagentes ativos são produzidos durante a catálise, mas também demonstra um método potencial para melhorar a seletividade e a eficiência da redução do dióxido de carbono em etanol. Isto marca um importante passo em frente na procura de soluções energéticas sustentáveis, proporcionando uma forma verde e económica de produzir etanol e outros combustíveis a partir do dióxido de carbono.
Cubos de nano-cobre-zinco melhoram a eficiência e a durabilidade da conversão de dióxido de carbono em etanol. Esta abordagem fornece uma solução sustentável para a produção de etanol, mantendo o desempenho do catalisador.
Compilado de /ScitechDaily