O objetivo de combater o aquecimento global transformando dióxido de carbono em combustível poderia ser um passo mais próximo com os pesquisadores usando um supercomputador para identificar um grupo de catalisadores de “átomo único” que poderiam desempenhar um papel fundamental.

Pesquisadores do Centro de Ciência de Materiais da QUT, liderados pelo Professor Liangzhi Kou, fizeram parte de um estudo internacional que usou modelagem teórica para identificar seis metais (níquel, nióbio, paládio, rênio, ródio, zircônio) que foram considerados eficazes em um reação que pode converter dióxido de carbono em fontes de energia limpas e sustentáveis.

O estudo publicado na Nature Communications envolveu os pesquisadores do QUT, Professor Aijun Du, Professor Yuantong Gu e Dr. Lin Ju.

O professor Kou disse que a pesquisa foi conduzida modelando os experimentos usando a Infraestrutura Computacional Nacional da Universidade Nacional da Austrália, observando como átomos individuais dos metais reagiriam com peças bidimensionais de materiais “ferroelétricos”.

Os materiais ferroelétricos têm carga positiva em uma face e carga negativa na outra, e essa polarização pode ser revertida quando uma tensão é aplicada.

Na modelagem teórica, os pesquisadores descobriram que adicionar o átomo do metal catalisador ao material ferroelétrico resultou na conversão do gás de efeito estufa em um combustível químico desejado.

Assim que a polaridade for invertida, o estado será preservado para atuar como um catalisador na conversão do dióxido de carbono.

O professor Kou disse que enquanto os catalisadores de átomo único a serem usados ​​na redução do dióxido de carbono foram propostos há uma década, esta pesquisa leva o campo adiante de forma significativa.

“Projetamos um catalisador químico especial, que pode converter o gás de efeito estufa CO2 nos combustíveis químicos desejados. A eficiência de conversão pode ser controlada usando uma abordagem viável”, disse o professor Kou.

“Isso significa que, pela primeira vez, desenvolvemos as habilidades para acelerar ou desacelerar, até mesmo desligar a reação química.

“O dióxido de carbono é o principal motivo do aquecimento global devido ao efeito estufa, convertê-lo em combustíveis químicos não é apenas importante para nossos ambientes, mas também ajuda a resolver a crise de energia.”

Dr. Ju, primeiro autor do estudo, disse que o trabalho de pesquisa forneceu uma orientação para o projeto de novos catalisadores que poderiam produzir impactos significativos para a indústria química.

O professor Kou disse que o objetivo de longo prazo nesta área de pesquisa é encontrar maneiras de transformar o dióxido de carbono em fontes de energia limpa.

O professor Kou disse que os resultados deste estudo podem levar a uma maneira de adicionar um revestimento aos motores ou sistemas industriais que convertam o dióxido de carbono em vez de liberar mais gás na atmosfera.

Os pesquisadores do QUT são da Escola de Engenharia Mecânica, Médica e de Processos e da Escola de Química e Física.

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