Científicos han desarrollado un catalizador innovador capaz de convertir eficientemente el monóxido de carbono (CO) en combustibles como el etanol.
Alternativa a los combustibles fósiles, este combustible producido a partir de electricidad descarbonizada podría utilizarse en la industria o el transporte. Un avance publicado en
Nature Materials que permitiría valorizar el CO emitido directamente por ciertas industrias y así reducir su huella de carbono global.
Los e-combustibles (electrocombustibles) como el e-etanol son una alternativa atractiva a los combustibles fósiles para su uso en la industria y el transporte, por ejemplo. Producidos a partir de electricidad descarbonizada, su síntesis puede realizarse potencialmente mediante la transformación directa del dióxido de carbono (CO
2), capturado en las emisiones concentradas de fábricas metalúrgicas, fermentadores o cementeras, o del monóxido de carbono (CO) también emitido por algunas industrias.
Desde un punto de vista químico, estas reacciones de electroreducción del CO
2 o del CO son muy complejas debido al gran número de electrones y protones involucrados. Requieren electrolizadores específicos para la conversión de gases y, sobre todo, catalizadores eficientes y selectivos para producir solo los productos deseados y directamente valorizables.
Muchos esfuerzos se han centrado en los últimos años en la electroreducción del CO
2 como una vía prometedora para producir combustibles y moléculas orgánicas útiles para la industria química. Sin embargo, persisten importantes obstáculos que impiden el escalado industrial de estos procesos.
Los bajos rendimientos y la gran dificultad para encontrar catalizadores suficientemente selectivos que eviten la formación de numerosos subproductos son los principales. Ante este panorama, surge una alternativa: utilizar mejor el monóxido de carbono (CO) como reactivo, una estrategia que sin duda optimizaría la conversión hacia compuestos más complejos.
En este contexto, un equipo del Laboratorio de química de procesos biológicos (CNRS/Collège de France/Sorbonne Université) ha diseñado, en colaboración con TotalEnergies, un catalizador innovador a base de nitruro de cobre enriquecido con nanopartículas de oro y átomos aislados de plata.
Pruebas electroquímicas revelaron que esta arquitectura única favorece una conversión eficiente del CO en alcoholes multicarbonados, en particular etanol y propanol, en detrimento de la formación de etileno que suele ser el principal producto de estas reacciones. Cálculos teóricos muestran que el oro y la plata modifican las propiedades electrónicas del cobre, favoreciendo así las vías reactivas que conducen a los alcoholes en lugar de a los hidrocarburos.
Estos resultados abren perspectivas interesantes para la producción sostenible de combustibles y precursores químicos a partir de CO. A largo plazo, esta tecnología publicada en
Nature Materials podría integrarse en procesos industriales destinados a reciclar el CO emitido por ciertas industrias, reduciendo así su huella de carbono global al tiempo que se valoriza este gas infrautilizado.
Redactor: AVR
Referencia:
Incorporation of isolated Ag atoms and Au nanoparticles in copper nitride for selective CO electroreduction to multicarbon alcohols
Hong Phong Duong, Jose Guillermo Rivera de la Cruz, David Portehault, Andrea Zitolo, Jacques Louis, Sandrine Zanna, Quentin Arnoux, Moritz W. Schreiber, Nicolas Menguy, Ngoc-Huan Tran & Marc Fontecave.
Nature Materials 2025
https://doi.org/10.1038/s41563-025-02153-6
Fuente: CNRS INC