Un equipo de investigación del Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk (DGIST) ha desarrollado una innovadora tecnología que convierte de manera eficiente el dióxido de carbono (CO2) en monóxido de carbono (CO), un material industrial clave. Este avance, publicado en la revista ACS Catalysis, representa un paso significativo en la lucha contra el calentamiento global.
Dirigido por Kyoungsoo Park, el equipo llevó a cabo esta investigación en colaboración internacional con el profesor Sungkeun Kim de la Universidad Nacional de Seúl y el profesor Graham Hutchings de la Universidad de Cardiff, en el Reino Unido. Este estudio se enmarca en un contexto donde las emisiones de dióxido de carbono, resultado del uso de combustibles fósiles, continúan en aumento, convirtiéndose en uno de los mayores contribuyentes al cambio climático.
Un avance en la tecnología de catalizadores
La investigación se centra en la reacción de «hidrogenación», que permite al CO2 reaccionar con hidrógeno (H2) para producir nuevos materiales. Sin embargo, las tecnologías de catalizadores convencionales suelen generar metano (CH4) como subproducto no deseado. Para abordar este problema, el equipo utilizó un portador a base de zinc (Zn), formando una delgada película denominada «sobrecapa» sobre la superficie del catalizador de rodio (Rh), lo que permitió convertir selectivamente el CO2 en CO.
Este estudio destaca por su capacidad de realizar la reacción a temperaturas más bajas de lo que se había logrado anteriormente, además de aumentar significativamente la tasa de producción de monóxido de carbono. Este compuesto es un intermediario esencial en numerosos procesos industriales, que incluyen la fabricación de metanol, combustibles sintéticos y materias primas para plásticos.
Utilizando técnicas avanzadas de microscopía electrónica de alta resolución y análisis de gases en tiempo real, el equipo investigó la relación entre la estructura superficial del catalizador y la vía de producción de CO a nivel atómico. A través de este análisis, se reveló el mecanismo que determina qué estructura genera cada producto, lo que podría servir como base para aumentar la precisión y predictibilidad en futuros diseños de catalizadores.
La importancia de este estudio radica en su potencial para trascender la simple reducción del CO2, permitiendo su conversión en el material específico deseado. Según el profesor Park, «esta tecnología de diseño de catalizadores selectivos puede aplicarse directamente en industrias reales, incluyendo la producción de combustibles, materiales químicos y metanol, y podría ser fundamental para una variedad de procesos químicos neutrales en carbono en el futuro».
Más información:
Rena Oh et al, Electronic and Compositional Modulation of SMSI States for Selective CO2 Hydrogenation with Rhodium Catalysts, ACS Catalysis (2025). DOI: 10.1021/acscatal.5c02436
