Un equipo internacional de científicos liderador por Liang Li-shi en la Universidad de Indiana ha logrado un nuevo hito en la búsqueda de reciclar dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra en combustibles neutros en carbono y otros materiales.
Los químicos han diseñado una molécula que utiliza la luz o electricidad para convertir el dióxido de carbono de gases de efecto invernadero en monóxido de carbono, más eficiente que cualquier otro método de «reducción de carbono». El proceso se explica en el Journal of the American Chemical Society.
El combustible quemado, como el monóxido de carbono, produce dióxido de carbono y libera energía. Convertir el dióxido de carbono de nuevo en combustible requiere por lo menos la misma cantidad de energía. Un objetivo importante entre los científicos ha sido la disminución del exceso de energía necesaria.
Secreto de la molécula: nanografeno
Esto es exactamente lo que la molécula de Li logra: requerir la menor cantidad de energía reportada hasta ahora para impulsar la formación de monóxido de carbono. La molécula -un complejo de nanografeno-renio conectado a través de un compuesto orgánico conocido como bipiridina- desencadena una reacción altamente eficiente que convierte el dióxido de carbono en monóxido de carbono.
El secreto de la eficiencia de la molécula es nanografeno, un pedazo de grafito a escala nanométrica, una forma común de carbono porque el color oscuro del material absorbe una gran cantidad de luz solar.
Li dijo que los complejos metálicos de bipiridina han sido estudiados durante mucho tiempo para reducir el dióxido de carbono al monóxido de carbono con la luz solar. Pero estas moléculas pueden utilizar sólo una pequeña porción de la luz en la luz solar, principalmente en el rango ultravioleta, que es invisible a simple vista. Por el contrario, la molécula desarrollada en IU aprovecha la potencia de absorción de luz del nanografeno para crear una reacción que utiliza la luz solar en la longitud de onda de hasta 600 nanómetros, una gran parte del espectro de luz visible.
Esencialmente, dijo Li, la molécula actúa como un sistema de dos partes: un nanografeno «colector de energía» que absorbe la energía de la luz solar y un «motor» de renio atómico que produce monóxido de carbono. El colector de energía impulsa un flujo de electrones al átomo de renio, que se une repetidamente y convierte el dióxido de carbono normalmente estable en monóxido de carbono.