Rutgers-forskare har utvecklat katalysatorer som kan omvandla koldioxid - den främsta orsaken till den globala uppvärmningen - till plast, tyger, hartser och andra produkter.

Elektrokatalysatorerna är de första materialen, förutom enzymer, som kan förvandla koldioxid och vatten till kolbyggnadsblock som innehåller en, två, tre eller fyra kolatomer med mer än 99 procents effektivitet. Två av produkterna skapade av forskarna — metylglyoxal (C3) och 2, 3-furandiol (C4) – kan användas som prekursorer för plast, lim och läkemedel. Giftig formaldehyd skulle kunna ersättas med metylglyoxal, vilket är säkrare.

Upptäckten, baserat på konstgjord fotosyntes kemi, finns detaljerat i journalen Energi- och miljövetenskap .

"Vårt genombrott kan leda till omvandling av koldioxid till värdefulla produkter och råvaror inom den kemiska och läkemedelsindustrin, " sade seniorförfattaren Charles Dismukes, Erkänd professor vid institutionen för kemi och kemisk biologi och institutionen för biokemi och mikrobiologi vid Rutgers University-New Brunswick. Han är också huvudforskare vid Rutgers Waksman Institute of Microbiology.

Tidigare, forskare visade att koldioxid kan omvandlas elektrokemiskt till metanol, etanol, metan och eten med relativt höga utbyten. Men sådan produktion är ineffektiv och för kostsam för att vara kommersiellt genomförbar, enligt studiens huvudförfattare Karin Calvinho, en kemidoktorand vid Rutgers' School of Graduate Studies.

Dock, koldioxid och vatten kan elektrokemiskt omvandlas till ett brett utbud av kolbaserade produkter, använder fem katalysatorer gjorda av nickel och fosfor, som är billiga och rikliga, Hon sa. Valet av katalysator och andra förhållanden avgör hur många kolatomer som kan sys ihop för att göra molekyler eller till och med generera längre polymerer. I allmänhet, ju längre kolkedjan, desto mer värdefull är produkten.

Baserat på deras forskning, Rutgers-forskarna fick patent på elektrokatalysatorerna och bildade RenewCO ₂ , ett nystartat företag. Nästa steg är att lära sig mer om den underliggande kemiska reaktionen, så det kan användas för att producera andra värdefulla produkter som dioler, som används i stor utsträckning inom polymerindustrin, eller kolväten som kan användas som förnybara bränslen. Rutgers-experterna designar, bygga och testa elektrolysatorer för kommersiellt bruk.