Una hoja molecular almacena energia solar reciclando CO2

Un equipo internacional de quimicos han creado una hoja molecular que recoge y almacena energia solar sin necesidad de paneles solares. Liderados por Liang-shi Li, de la Universidad de Indiana, estos cientificos han logrado asi un nuevo hito en la busqueda de reciclar dioxido de carbono en la atmosfera de la Tierra en combustibles neutros en carbono y otros materiales.

La nueva molecula de diseño utiliza luz o electricidad para convertir el dioxido de carbono de gases de efecto invernadero en monoxido de carbono una fuente de combustible neutro en carbono mas eficientemente que cualquier otro metodo de reduccion de carbono.

El proceso se describe en el Journal of the American Chemical Society. Si se puede crear una molecula suficientemente eficiente para esta reaccion, se producira una energia que es libre y almacenable en forma de combustible, dijo Li, profesor asociado en el Departamento de Quimica de la Universidad de Indiana. Este estudio es un gran salto en esa direccion, afirmo en un comunicado.

El combustible que se quema como el monoxido de carbono produce dioxido de carbono y libera energia. Convertir el dioxido de carbono de nuevo en combustible requiere por lo menos la misma cantidad de energia. Un objetivo importante entre los cientificos ha sido la disminucion del exceso de energia necesaria.

Esto es exactamente lo que la molecula de Li logra: requerir la menor cantidad de energia reportada hasta ahora para impulsar la formacion de monoxido de carbono. La molecula un complejo de nanografeno-renio conectado a traves de un compuesto organico conocido como bipiridina desencadena una reaccion altamente eficiente que convierte el dioxido de carbono en monoxido de carbono.

La capacidad de crear de manera eficiente y exclusiva monoxido de carbono es importante debido a la versatilidad de la molecula.

El monoxido de carbono es una materia prima importante en muchos procesos industriales, dijo Li. Tambien es una forma de almacenar la energia como un combustible neutro en carbono, ya que no esta devolviendo mas carbono a la atmosfera de lo que ya ha eliminado. Simplemente esta reliberando la energia solar que uso para fabricarla.

El secreto de la eficiencia de la molecula es el nanografeno un pedazo de grafito a escala nanometrica, una forma comun de carbono porque el color oscuro del material absorbe una gran cantidad de luz solar.

Li dijo que los complejos metalicos de bipiridina han sido estudiados durante mucho tiempo para reducir el dioxido de carbono al monoxido de carbono con la luz solar. Pero estas moleculas pueden utilizar solo una pequeña porcion de la luz en la luz solar, principalmente en el rango ultravioleta, que es invisible a simple vista. Por el contrario, la molecula desarrollada en esta investigacion aprovecha la potencia absorbente de luz del nanografeno para crear una reaccion que utiliza la luz solar en la longitud de onda de hasta 600 nanometros, una gran parte del espectro de luz visible.

Esencialmente, dijo Li, la molecula actua como un sistema de dos partes: un nanografeno colector de energia que absorbe la energia de la luz solar y un motor de renio atomico que produce monoxido de carbono. El colector de energia impulsa un flujo de electrones al atomo de renio, que se une repetidamente y convierte el dioxido de carbono normalmente estable en monoxido de carbono.

La idea de vincular nanografeno con el metal surgio de los esfuerzos anteriores de Li para crear una celula solar mas eficiente con el material a base de carbono. Nos preguntamos: Podriamos cortar al hombre medio celulas solares y utilizar la calidad de absorcion de luz de nanografina solo para impulsar la reaccion?, dijo.

A continuacion, Li planea hacer que la molecula sea mas potente, incluyendo hacerla durar mas tiempo y sobrevivir en forma no liquida, ya que los catalizadores solidos son mas faciles de usar en el mundo real. Tambien esta trabajando para reemplazar el atomo de renio en la molecula un elemento raro con manganeso, un metal mas comun y menos costoso.

universidadagricola.com