Các chất xúc tác là những chất liệu đầu tiên, ngoài enzyme, có thể biến CO2 và nước thành các khối carbon có chứa một, hai, ba hoặc bốn nguyên tử carbon với hiệu suất hơn 99%.
Cụ thể, hai trong số các sản phẩm – methylglyoxal (C3) và 2,3-furandiol (C4) – có thể được sử dụng làm tiền chất cho nhựa, chất kết dính và dược phẩm. Formaldehyde độc hại có thể được thay thế bằng methylglyoxal để an toàn hơn.
CO2 có thể chuyển hóa thành methanol, ethanol, metan và ethylene với năng suất tương đối cao.
“Sự đột phá của chúng tôi có thể dẫn đến việc chuyển đổi CO2 thành các sản phẩm và nguyên liệu có giá trị trong ngành công nghiệp hóa chất và dược phẩm”, New Brunswick, giáo sư khoa hóa học, sinh học,khoa sinh hóa và vi sinh tại Đại học Rutgers cho biết.
Trước đây, các nhà khoa học đã chỉ ra rằng CO2 có thể chuyển hóa thành methanol, ethanol, metan và ethylene với năng suất tương đối cao. Nhưng Karin Calvinho, sinh viên tiến sĩ hóa học, cho rằng việc sản xuất như vậy là không hiệu quả và quá tốn kém để có tính khả thi thương mại.
Tuy nhiên, bằng cách sử dụng 5 chất xúc tác làm bằng niken và phốt pho, có giá rẻ và phong phú, các nhà nghiên cứu có thể chuyển đổi khí CO2 và nước thành một loạt các sản phẩm dựa trên cacbon, cô nói.
Việc lựa chọn chất xúc tác và các điều kiện khác xác định có bao nhiêu nguyên tử cacbon có thể liên kết lại với nhau để tạo ra các phân tử hoặc thậm chí tạo ra các polyme dài hơn. Nói chung, chuỗi cacbon càng dài thì sản phẩm càng có giá trị.
Bước tiếp theo là tìm hiểu thêm về phản ứng hóa học cơ bản, vì vậy nó có thể được sử dụng để sản xuất các sản phẩm có giá trị khác như diol, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp polyme hoặc hydrocacbon có thể được sử dụng làm nhiên liệu tái tạo. Các nhà nghiên cứu đang thiết kế, xây dựng và thử nghiệm các chất điện phân để sử dụng thương mại.
Dựa trên nghiên cứu của họ, các nhà nghiên cứu đã giành được bằng sáng chế cho các chất xúc tác và thành lập công ty start-up RenewCO₂.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Energy & Environmental Science.
