El descubrimiento podría ayudar a convertir los gases de efecto invernadero en componentes de energía limpia
sciencedaily.com
Universidad de Yale/03 de febrero de 2026
Resumen: Los investigadores han descubierto que el manganeso, un metal abundante y económico, puede utilizarse para convertir eficientemente el dióxido de carbono en formiato, una posible fuente de hidrógeno para las pilas de combustible. La clave residió en un ingenioso rediseño que hizo que el catalizador durara mucho más que materiales similares de bajo coste. Sorprendentemente, el catalizador de manganeso mejorado incluso superó a muchas opciones costosas de metales preciosos.
HISTORIA COMPLETA
Los científicos han descubierto una forma económica de convertir el dióxido de carbono en un valioso ingrediente para energía limpia utilizando manganeso común. Crédito: Shutterstock
Un nuevo estudio realizado por científicos de la Universidad de Yale y la Universidad de Missouri demuestra que los catalizadores fabricados con manganeso pueden convertir eficientemente el dióxido de carbono en formiato. El manganeso está ampliamente disponible y es económico, lo que lo convierte en una alternativa atractiva a los metales costosos. El formiato se considera un material prometedor para almacenar hidrógeno, lo que podría impulsar la próxima generación de pilas de combustible.
La investigación se publicó en la revista Chem . Los autores principales son el investigador postdoctoral de Yale, Justin Wedal, y el asistente de investigación de posgrado de la Universidad de Missouri, Kyler Virtue. Entre los autores principales se encuentran el profesor de Yale, Nilay Hazari, y el profesor de la Universidad de Missouri, Wesley Bernskoetter.
¿Por qué son importantes las pilas de combustible de hidrógeno?
Las pilas de combustible de hidrógeno funcionan transformando la energía química del hidrógeno en electricidad, de forma similar a como funciona una batería. Si bien esta tecnología es prometedora para la energía limpia, su adopción a gran escala se ha visto limitada por la dificultad y el coste de producir y almacenar hidrógeno eficientemente.
"La utilización del dióxido de carbono es una prioridad en este momento, ya que buscamos materias primas químicas renovables para reemplazar las derivadas de combustibles fósiles", dijo Hazari, profesor de Química John Randolph Huffman y presidente de Química en la Facultad de Artes y Ciencias de Yale (FAS).
Formato como portador de hidrógeno
El ácido fórmico, la forma protonada del formiato, ya se fabrica a escala industrial. Se utiliza comúnmente como conservante, agente antibacteriano y en el curtido de cuero. Muchos científicos también lo consideran una fuente práctica de hidrógeno para pilas de combustible, siempre que pueda fabricarse de forma sostenible y eficiente.
Hoy en día, la mayor parte de la producción industrial de formiato depende de combustibles fósiles, lo que limita sus beneficios ambientales a largo plazo. Los investigadores afirman que una alternativa más limpia sería producir formiato directamente a partir del dióxido de carbono presente en el aire. Este enfoque reduciría los niveles de gases de efecto invernadero y generaría un producto químico útil.
El desafío del catalizador
La transformación del dióxido de carbono en formiato requiere un catalizador, lo cual ha sido un gran obstáculo. Muchos de los catalizadores más eficaces desarrollados hasta la fecha dependen de metales preciosos, que son costosos, escasos y, a menudo, tóxicos. Los metales más abundantes tienden a descomponerse rápidamente, lo que reduce su capacidad para impulsar la reacción química.
Cómo el manganeso superó las expectativas
El equipo de investigación desarrolló una nueva estrategia para superar este problema. Al rediseñar la estructura del catalizador, se prolongó significativamente la vida útil de los catalizadores a base de manganeso. Como resultado, estos catalizadores obtuvieron un rendimiento superior al de la mayoría de las alternativas de metales preciosos.
Según los investigadores, la mejora clave provino de la adición de un átomo donante adicional al diseño del ligando (los ligandos son átomos o moléculas que se unen a un átomo metálico e influyen en la reactividad). Este cambio ayudó a estabilizar el catalizador y a mantener su eficacia.
"Estoy entusiasmado por ver que el diseño del ligando dé resultados tan significativos", afirmó Wedal.
Implicaciones más amplias para la química limpia
El equipo cree que este enfoque podría aplicarse más allá de la conversión de dióxido de carbono. Principios de diseño similares podrían mejorar los catalizadores utilizados en otras reacciones químicas, lo que podría ampliar el impacto del trabajo.
Los investigadores de Yale Brandon Mercado y Nicole Piekut también contribuyeron al estudio. La financiación de la investigación provino de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU.
_______________________
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por la Universidad de Yale . Nota: El contenido puede ser editado por motivos de estilo y extensión.
_______________
Referencia de la revista:
Justin C. Wedal, Kyler B. Virtue, Wesley H. Bernskoetter, Nilay Hazari, Brandon Q. Mercado, Nicole Piekut. Mejora de la productividad y la estabilidad en la hidrogenación de CO₂ mediante el uso de complejos de Mn ligados con pinzas y ligandos hemilábiles . Chem , 2026; 102833 DOI: 10.1016/j.chempr.2025.102833
___________
Universidad de Yale. «Un nuevo catalizador convierte el dióxido de carbono en una fuente de combustible limpia». ScienceDaily. ScienceDaily, 3 de febrero de 2026. < www.sciencedaily.com/releases/2026/02/260203030548.htm >
