Cientistas da Universidade de Yale e da Universidade de Missouri criaram um novo catalisador usando manganês abundante para transformar dióxido de carbono eficientemente em formato, um potencial transportador de hidrogênio para células de combustível. Esta alternativa de baixo custo supera muitos catalisadores caros de metais preciosos em longevidade e eficácia. O avanço, publicado na revista Chem, visa apoiar a produção de energia mais limpa utilizando gases de efeito estufa.
Uma equipe de pesquisadores introduziu um catalisador à base de manganês redesenhado que converte dióxido de carbono em formato, oferecendo um caminho sustentável para armazenamento de hidrogênio em células de combustível. O manganês, amplamente disponível e barato, serve como substituto atraente para metais preciosos escassos tipicamente usados em tais reações. O estudo, liderado pelo pesquisador pós-doutoral de Yale Justin Wedal e assistente de pesquisa graduado da Universidade de Missouri Kyler Virtue, com autores sênior Nilay Hazari de Yale e Wesley Bernskoetter da Universidade de Missouri, foi publicado na Chem. Contribuidores adicionais incluem pesquisadores de Yale Brandon Mercado e Nicole Piekut. O financiamento veio do Escritório de Ciência do Departamento de Energia dos EUA. Células de combustível de hidrogênio geram eletricidade a partir da energia química do hidrogênio, mas desafios na produção e armazenamento impediram o uso generalizado. O formato, derivado do ácido fórmico — que já é produzido industrialmente para usos como preservação e curtume de couro — poderia resolver isso servindo como fonte de hidrogênio. Atualmente, a produção de formato depende de combustíveis fósseis, limitando seus benefícios ambientais. A nova abordagem usa diretamente dióxido de carbono atmosférico, potencialmente reduzindo emissões de gases de efeito estufa enquanto produz um produto valioso. O principal obstáculo na conversão de CO2 para formato tem sido a durabilidade do catalisador. Catalisadores de metais preciosos são eficazes, mas caros e às vezes tóxicos, enquanto metais mais baratos degradam rapidamente. A inovação da equipe envolveu modificar a estrutura do ligante do catalisador adicionando um átomo doador extra, estabilizando o complexo de manganês e estendendo sua vida operacional. «A utilização de dióxido de carbono é uma prioridade agora, enquanto procuramos matérias-primas químicas renováveis para substituir as derivadas de combustíveis fósseis», disse Hazari, Professor de Química John Randolph Huffman de Yale e presidente do departamento de química. Wedal acrescentou: «Estou animado para ver o design do ligante dar frutos de forma tão significativa». Este complexo de manganês ligado por pincer com ligandos hemilábeis melhora a produtividade e estabilidade para hidrogenação de CO2, conforme detalhado na referência da revista: Chem, 2026; 102833, DOI: 10.1016/j.chempr.2025.102833. Os pesquisadores sugerem que os princípios de design poderiam aprimorar outros processos catalíticos, ampliando aplicações em química limpa.