Publié dans la revue ACS Catalysis , des chercheurs de l'UM ont étudié l'utilisation de la phtalocyanine de cobalt comme catalyseur pour convertir le dioxyde de carbone en méthanol par plusieurs étapes de réaction. La première étape convertit le dioxyde de carbone (CO₂ ) en monoxyde de carbone (CO) et la deuxième étape convertit le CO en méthanol.

Cette approche présente une méthode durable pour réduire les émissions de gaz à effet de serre tout en offrant une possibilité de produire de l'énergie propre.

Les scientifiques tentent depuis longtemps de trouver un moyen de convertir chimiquement le CO₂ dans des carburants comme le méthanol. Le méthanol pourrait potentiellement être utilisé pour propulser des véhicules de manière plus respectueuse de l'environnement.

Alors que la conversion du CO₂ au méthanol a été industrialisé, réaliser cette transformation à grande échelle grâce à des processus électrochimiques s'est avéré être un défi de taille.

"Notre approche est unique car nous sommes capables de rassembler et de relier toutes ces connaissances que chaque domaine possède sur le même problème. Nous avons des scientifiques et des ingénieurs au sein d'une même équipe, qui réfléchissent et rassemblent des informations pour concevoir et comprendre le système de la meilleure façon possible. ", a déclaré le co-auteur principal Kevin Rivera-Cruz, qui a récemment obtenu un doctorat en chimie de l'UM.

La phtalocyanine de cobalt agit comme un crochet moléculaire pour le CO₂ ou des molécules de CO. La disposition de ces molécules autour du métal cobalt (la géométrie) est cruciale car elle détermine la force de liaison de chaque molécule de gaz. Le problème, ont-ils découvert, est que la phtalocyanine de cobalt se lie beaucoup plus fortement au CO₂. molécules qu’aux molécules de CO. Pour cette raison, une fois le CO produit dans la première étape, le CO est remplacé par un autre CO₂ molécule avant de pouvoir être davantage convertie en méthanol.

À l’aide d’une modélisation informatique avancée, les chercheurs ont calculé que la phtalocyanine de cobalt lie le CO₂ plus de trois fois plus étroitement qu’il ne lie le monoxyde de carbone. Ils l'ont également confirmé grâce à des expériences mesurant les taux de réaction lors de la variation des quantités de CO₂ et CO.

Les chercheurs ont montré que la différence d'affinité de liaison est liée à la manière dont les électrons du catalyseur interagissent avec le CO₂. et les molécules de CO. Pour résoudre ce problème, les chercheurs suggèrent de reconcevoir le catalyseur de phtalocyanine de cobalt pour renforcer la façon dont il interagit avec le CO et réduire la force avec laquelle il se lie au CO₂. .

La résolution de cet obstacle pourrait ouvrir la voie à l'utilisation de catalyseurs tels que la phtalocyanine de cobalt pour convertir efficacement le CO₂. déchets dans le carburant méthanol à grande échelle.