Copper nanoflowers on artificial leaf to convert CO2 into hydrocarbons/Nanoflores de cobre en hoja artificial para convertir CO2 en hidrocarburos
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By now we all agree on how dangerous uncontrolled emissions of carbon dioxide into the atmosphere are and how important they are in causing global warming. Unfortunately, however, all our industrial activities end up in an overproduction of this gas and we cannot stop all business activity.
A estas alturas ya todos estamos de acuerdo de lo peligrosas que son las emisiones incontroladas de dióxido de carbono a la atmósfera y su importancia en el sobre calentamiento del planeta. Pero, para nuestra desgracia, todas nuestras actividades industriales acaban en una sobreproducción de este gas y tampoco se puede parar toda la actividad empresarial.
So we have no choice but to invent ways to collect these emissions and process them. Along these lines, a group of researchers from the University of Cambridge and the University of California, Berkeley, have developed an innovative “artificial leaf” that uses copper nanoflowers as catalysts to convert carbon dioxide into complex hydrocarbons, using only solar energy.
Por lo que no tenemos más remedio que inventar formas de recoger esas emisiones y procesarlas. En esta línea un grupo de investigadores de la Universidad de Cambridge y la Universidad de California, Berkeley, han desarrollado una innovadora “hoja artificial” que utiliza nanoflores de cobre como catalizadores para convertir dióxido de carbono en hidrocarburos complejos, empleando únicamente energía solar.
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This artificial leaf combines a perovskite solar cell, known for its high efficiency in capturing sunlight, with copper nanoflowers that act as catalysts. Unlike conventional metal catalysts, this system allows the formation of hydrocarbons with two carbon atoms, such as ethane and ethylene, essential for the production of liquid fuels, plastics and other chemical products.
Esta hoja artificial combina una célula solar de perovskita, reconocida por su alta eficiencia en la captación de luz solar, con nanoflores de cobre que actúan como catalizadores. A diferencia de los catalizadores metálicos convencionales, este sistema permite la formación de hidrocarburos con dos átomos de carbono, como etano y etileno, esenciales para la producción de combustibles líquidos, plásticos y otros productos químicos.
To improve the efficiency of the process, the researchers incorporated silicon nanowire electrodes that oxidize glycerol instead of water, thus increasing the efficiency of the reaction. This design has managed to increase the production of hydrocarbons 200 times more compared to previous systems that used water and CO2. In addition, the reaction generates high added value compounds, such as glycerate, lactate and formate, with applications in the pharmaceutical, cosmetic and chemical industries.
Para mejorar la eficiencia del proceso, los investigadores incorporaron electrodos de nanohilos de silicio que oxidan el glicerol en lugar del agua, lo que incrementa la eficiencia de la reacción. Este diseño ha logrado aumentar la producción de hidrocarburos 200 veces más en comparación con sistemas anteriores que utilizaban agua y CO2. Además, la reacción genera compuestos de alto valor agregado, como glicerato, lactato y formiato, con aplicaciones en las industrias farmacéutica, cosmética y química.
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Although this technology is very promising, it still faces some major challenges. One of the main ones is to improve the efficiency of converting CO2 into hydrocarbons. Currently, only about 10% of CO2 can be converted into useful products, so further research is needed to increase this percentage. Another challenge is to find more efficient and durable materials to build the artificial leaves and copper nanoflowers.
Aunque esta tecnología es muy prometedora, todavía enfrenta algunos desafíos importantes. Uno de los principales es mejorar la eficiencia de la conversión de CO2 en hidrocarburos. Actualmente, solo se logra convertir alrededor del 10% del CO2 en productos útiles, por lo que es necesario seguir investigando para aumentar este porcentaje. Otro desafío es encontrar materiales más eficientes y duraderos para construir las hojas artificiales y las nanoflores de cobre.
But despite these challenges, researchers are optimistic about the future of this technology. Numerous studies are underway to improve conversion efficiency, develop new materials, and design more scalable systems. In the not-too-distant future, we could see industrial plants that use artificial leaves to capture CO2 from the atmosphere and convert it into valuable fuels and chemicals.
Pero, a pesar de estos desafíos, los investigadores son optimistas sobre el futuro de esta tecnología. Se están realizando numerosos estudios para mejorar la eficiencia de la conversión, desarrollar nuevos materiales y diseñar sistemas más escalables. En un futuro no muy lejano, podríamos ver plantas industriales que utilizan hojas artificiales para capturar CO2 de la atmósfera y convertirlo en combustibles y productos químicos valiosos.
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https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=41254#:~:text=Unlike%20most%20metal%20catalysts%2C%20which,fuels%2C%20chemicals%2C%20and%20plastics.