Zeleni kemičari s Ruđera razvili novi materijal koji CO2 pretvara u metanol

Metanol će se u budućnosti nametnuti kao ključni spoj za pohranu energije, kao gorivo i izvor ugljika za sintezu vrijednih spojeva

Mladen Smrekar srijeda, 5. svibnja 2021. u 06:00

Kako staklenički plin pretvoriti u gorivo budućnosti pitanje je kojim se bave znanstvenici diljem svijeta. Zeleni kemičari s Instituta Ruđer Bošković na dobrom su tragu: u suradnji s kolegama sa slovenskog Kemijskog Inštituta (KI) i kanadskog sveučilišta MCGill razvili su novi materijal za katalitičku pretvorbu ugljikovog dioksida u metanol.

Rezultati njihovog istraživanja objavljeni su u ugledom znanstvenom časopisu ACS Applied Materials & Interfaces koji izdaje Američko kemijsko društvo (ACS).

Metanol kao gorivo budućnosti

Jedan od industrijski važnih procesa za uklanjanje ugljikova dioksida iz atmosfere njegovo je  prevođenje u metanol. "Ekonomija metanola" predviđa da će se metanol u budućnosti nametnuti kao ključni spoj za pohranu energije, kao gorivo i izvor ugljika za sintezu vrijednih spojeva. 

Katalitička hidrogenacija ugljikovog dioksida obećava, ali je bazirana na neselektivnoj kemijskoj reakciji koja ovisno o reakcijskom putu može rezultirati sintezom metanola, ugljikovog monoksida, metana, ili različitih ugljikovodika. Zato se konstantno traže i razvijaju katalizatori koji će tu kemijsku reakciju odvesti u željenom smjeru.

Multidisciplinarna suradnja

Kako bi doskočili ovom izazovu ekipa s Instituta Ruđer Bošković - doktorandi Tomislav Stolar i Valentina Martinez, dr. sc. Bahar Karadeniz i dr. sc. Krunoslav Užarević - te dr. sc. Tomislav Friščić sa Sveučilišta McGill razvili su bimetalni porozni koordinacijski materijal korištenjem učinkovite i okolišno-održive sintetske strategije temeljene na mehanokemijskoj pripremi bimetalnih metaloorganskih mreža 74 (MOF-74).

Doktorandi Tomislav Stolar i Valentina Martinez iz Ruđerovog Laboratorija za zelenu sintezu
Doktorandi Tomislav Stolar i Valentina Martinez iz Ruđerovog Laboratorija za zelenu sintezu

Katalitička svojstva sintetiziranih materijala ispitana su u suradnji sa znanstvenicima s KI-a u Ljubljani. Rezultati su pokazali da bimetalni CuZn-MOF-74 materijal s poroznom uređenom saćastom kristalnom rešetkom ima umjerenu katalitičku aktivnost za sintezu metanola. 

S druge strane, post-sintetskom mehanokemijskom amorfizacijom istoimenog materijala dobiven je neporozni materijal s defektnim koordinacijskim sferama oko atoma bakra i cinka koji je pokazao višestruko poboljšanje katalitičke aktivnosti te selektivnosti za sintezu metanola.

Učinkovita i čista sinteza

Rezultati projekta otkrili su značajan potencijal mehanokemijskih metoda za brzu, učinkovitu i čistu sintezu amorfnih MOF katalizatora za primjenu u industrijskoj dekarbonizaciji.

''Ovo istraživanje je dobar primjer multidisciplinarne i međunarodne suradnje između jakih istraživačkih centara u regiji. Postoji veliki potencijal za prijelaz na održive kemijske procese kroz program Europskog zelenog plana pa bi istraživanja u tom smjeru trebala biti jedan od prioriteta", istaknuo je Stolar iz Laboratorija za zelenu sintezu IRB-a.