para la recuperación de sustancias valiosas del CO2debe reducirse a muchos pasos individuales. Si para ello se utiliza la electrocatálisis, se forman muchas moléculas potenciales diferentes que no necesariamente se pueden utilizar. Los biocatalizadores, por otro lado, son selectivos y producen un solo producto, pero también son muy sensibles. Un equipo de investigación internacional dirigido por el Prof. Wolfgang Schuhmann del Centro de Electroquímica de la Rohr-Universität Bochum, Alemania, y el Dr. Felipe Conzuelo de la Universidade Nova de Lisboa, Portugal, ha desarrollado una cascada de catálisis híbrida que utiliza las ventajas de ambas. Los investigadores informan los resultados en revistas. Edición Internacional de Química Aplicada A partir del 23 de diciembre de 2024.
Ventajas y desventajas de la electrocatálisis y biocatálisis.
El metanol es una de las sustancias que queremos obtener del CO, que daña el clima.2. A menudo se utiliza como materia prima de síntesis en la industria química. “Para producir metanol se necesitan muchos pasos de reducción, ya que el dióxido de carbono es la forma más oxidada del carbono”, explica Wolfgang Schuhmann. La electrocatálisis es capaz de iniciar estos pasos. Sin embargo, aunque todavía es selectivo en el primer paso, la ruta de reacción luego se bifurca y se forman hasta 16 productos diferentes, no necesariamente metanol. La situación es diferente con los biocatalizadores: estas enzimas naturales catalizan sólo una reacción y, por tanto, producen un solo producto. Sin embargo, son complejos de manejar, muy sensibles o requieren cofactores para la reacción.
Combinando los dos procesos
Para combinar las ventajas de ambos procesos, el equipo dirigido por los primeros autores Panpan Wang y Xin Wang combinó la electrocatálisis y la biocatálisis. Mientras que el primer paso de reacción del CO2 El formiato es electrocatalítico; los pasos segundo y tercero están catalizados por la formaldehído deshidrogenasa y la alcohol deshidrogenasa. Estas enzimas requieren NAD (nicotinamida adenina dinucleótido) como cofactor, que es consumido por la reacción catalítica y debe regenerarse. Esta regeneración se logra mediante una tercera enzima. Finalmente se produce la valiosa sustancia metanol. “El trabajo demuestra que este tipo de cascadas híbridas son viables en principio y permiten selectivamente reacciones complejas de varios pasos”, resume Wolfgang Schuhmann.
