Forskare vid det amerikanska energidepartementets Ames Laboratory har visat ett sätt att exakt kontrollera kemin som ligger till grund för omvandlingen av koldioxid till antingen bränslen eller råvarukemikalier, beroende på små förändringar i katalysatorn. Fynden, rapporterade i tidskriften Nature Communications, kan leda till effektivare processer för att återvinna CO2 till ekonomiskt värdefulla produkter.

Studien fokuserar på en katalysator baserad på en metall som kallas cerium. När katalysatorn kombineras med en liten mängd syre och värms upp i närvaro av koldioxid och väte, orsakar den en kemisk reaktion som omvandlar koldioxiden till antingen metanol eller myrsyra. Metanol är ett bränsle som kan användas i förbränningsmotorer eller bränsleceller, medan myrsyra är en mångsidig kemikalie som kan användas för att tillverka en mängd andra produkter, inklusive bränslen och plast.

Forskarna fann att de kunde kontrollera förhållandet mellan metanol och myrsyra som produceras av reaktionen genom att noggrant kontrollera mängden syre som finns i katalysatorn. När syrehalten var låg gav reaktionen mer metanol. När syrehalten var hög gav reaktionen mer myrsyra.

"Vi kunde uppnå mycket hög selektivitet för antingen metanol eller myrsyra, vilket är viktigt för industriella tillämpningar", säger Dr. Wenyu Huang, en forskare vid Ames Laboratorys avdelning för kemi och materialvetenskap och motsvarande författare till artikeln. . "Detta öppnar för möjligheten att använda CO2 som ett hållbart råmaterial för produktion av bränslen och kemikalier."

Studien belyser också den mekanism med vilken katalysatorn fungerar, vilket kan hjälpa forskare att designa ännu effektivare katalysatorer för CO2-omvandling.

Denna forskning stöddes av U.S. Department of Energy's Office of Science.