"Imaginen un mundo donde los gases de escape de su coche o las emisiones de una fábrica pudieran ser transformados por el Sol en un producto que pueda ser utilizado como un combustible limpio en vehículos o en pilas de combustible, o que pueda ser empleado para fabricar plástico", explica Hui Su, coautora principal del estudio y becaria posdoctoral en el Departamento de Química de la Universidad McGill. "Esto es exactamente lo que permite lograr este nuevo proceso químico."
De hecho, el equipo de investigación ha logrado transformar, bajo la acción del Sol y en una sola reacción, el metano y el dióxido de carbono en metanol verde y monóxido de carbono, dos productos de gran valor para las industrias química y energética, según los investigadores.
Un fenómeno natural como origen de una solución sostenible
Publicado en la revista Nature Communications, el estudio describe un nuevo mecanismo inspirado por la propia naturaleza: se asemeja a la fotosíntesis, que permite a las plantas convertir dióxido de carbono y agua en glucosa y oxígeno bajo el efecto de la luz solar.
Expuesto a los rayos solares, una mezcla de oro, paladio y nitruro de galio que actúa como catalizador desencadena una reacción: el dióxido de carbono libera un átomo de oxígeno, que se enlaza con una molécula de metano para formar metanol verde y un subproducto, el monóxido de carbono.
"Gracias a la abundante energía del Sol, esencialmente logramos reciclar dos gases de efecto invernadero en productos útiles. A diferencia de otras reacciones químicas, el proceso no requiere productos agresivos y funciona a temperatura ambiente", explica Chao-Jun Li, autor principal del estudio, profesor distinguido James-McGill en el Departamento de Química de la Universidad McGill y titular de la cátedra de investigación de Canadá en química verde.
"Esta innovación abre un camino prometedor para Canadá, que tiene como objetivo alcanzar la neutralidad de carbono para 2050. Transforma un problema ambiental en una solución para un futuro más sostenible", dice Jing-Tan Han, coautor principal del estudio y doctorando en el Departamento de Química de la Universidad McGill.
El estudio fue financiado por el Consejo de Investigación en Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá, el Programa de Cátedras de Investigación de Canadá, el Fondo de Investigación de Quebec - Naturaleza y Tecnologías, la Fundación Canadiense para la Innovación, el fondo del Centro de Sistemas de Desarrollo Sostenible de la Universidad McGill, Axelys y CataLum Technologies.
El estudio "Photosynthesis of CH3OH via oxygen-atom-grafting from CO2 to CH4 enabled by AuPd/GaN", por Su, H., Li, C. y col., fue publicado en la revista Nature Communications.