Un equipo de investigación de la Universidad Nacional de Taiwán ha desarrollado un nuevo fotoelectrocatalizador que convierte el dióxido de carbono en metano. Este catalizador combina partículas de amalgama de cobre-cinc con una superficie de silicio negro especialmente diseñada. Cuando se expone a la luz solar, produce metano de manera significativamente más eficiente que los catalizadores de cobre tradicionales. El catalizador produce metano con una eficiencia farádica del 40%, requiriendo menos energía para iniciar la reacción.
El mecanismo de funcionamiento del catalizador se estudió utilizando espectroscopía de rayos X de sincrotrón avanzada e espectroscopía Raman in situ. Los investigadores descubrieron que el catalizador ajusta continuamente su estructura electrónica bajo la luz, y que el cinc estabiliza el cobre metálico, permitiendo que el dióxido de carbono se una a los productos intermedios de la reacción de manera más efectiva. Al mismo tiempo, la luz solar produce electrones energéticos que aceleran los pasos químicos que conducen a la formación de metano. Estos dos efectos hacen que la producción de metano sea más fácil y selectiva.
Este estudio presenta principios que podrían ayudar a desarrollar sistemas más eficientes para convertir el dióxido de carbono en diversos productos químicos valiosos y combustibles.