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Novo catalisador converte gás carbônico em metanol.

Químicos adoram plantas verdes! Eis a razão: valendo-se da fotossíntese, as plantas facilmente fixam dióxido de carbono, abundante no ar, para formar a biomassa, ou compostos orgânicos. Os químicos gostariam, e muito, de dominar o processo, a fim de produzirem, com facilidade, compostos orgânicos usando o CO2 do ar como fonte de carbono. Ao contrário das fontes de carbono atualmente em uso - combustíveis fósseis e gás natural -, o dióxido de carbono é um recurso renovável, sendo um reagente químico ambientalmente amigável. Infelizmente, as ligações carbono-oxigênio são fortes o suficiente para que possam ser facilmente quebradas. A equipe de Yugen Zhang e Jackie Y. Ying, do Instituto de Bioengenharia e Nanotecnologia (Singapura) desenvolveu uma nova reação química na qual o dióxido de carbono pode ser eficientemente convertido em metanol, sob condições muito brandas. A reação é baseada em catalisador N-heterocíclico de carbeno e usa o silano como agente redutor.





Cartum ilustrando a reação de obtenção de metanol a partir de gás carbônico pelos pesquisadores de Singapura.

Créditos: Wiley-VCH.



A estrutura básica do catalisador de carbeno N-heterocíclico é um anel pentagonal, composto de dois átomos de nitrogênio e três átomos de carbono. Em vez de ter usualmente quatro ligações, um dos átomos de carbono possui apenas duas ligações. Os dois elétrons não ligados formam um par solitário, tornando o composto reativo suficiente para atacar o CO2.

Os pesquisadores de Singapura produziram o catalisador carbeno usado na reação em condições in situ a partir de um precursor. O carbeno ativa o CO2, mas ele se decompõe no final do ciclo reacional, voltando ao estado inicial. O composto coadjuvante na reação é um hidrosilano, um composto organosilano que age como agente redutor. O produto da reação em que o CO2 foi convertido pode ser facilmente coletado na forma de metanol, na última etapa da série de reações. O metanol é um reagente importante para muitas reações químicas e serve como combustível alternativo e como matéria-prima para a produção de energia em células combustíveis de metanol.

A grande vantagem: diferente dos mecanismos reacionais usando catalisadores à base de metais, o ar pode ser usado como fonte de CO2, porque o catalisador carbeno não é sensível ao oxigênio. O carbeno é mais eficiente que os catalisadores metálicos e ainda possibilita a realização da reação em condições bastante brandas.

Nanowerk, maio 2009 (Tradução - AGS).


Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia, intitulado "Conversion of Carbon Dioxide into Methanol with Silanes over N-Heterocyclic Carbene Catalysts", de autoria de S. N. Riduan, Y. Zhang e J. Y. Ying, foi publicado no periódico Angewandte Chemie International Edition, 48, 3322-3325, 2009, DOI: 10.1002/anie.200806058.


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