Elektrokatalizatori su, uz enzime, prvi materijali koji, s 99-postotnom učinkovitošću mogu pretvoriti ugljični dioksid i vodu u ugljikove građevne blokove koji sadrže jedan, dva, tri ili četiri ugljikova atoma.

Dvije supstancije - metilglioksal (C3) i 2,3-furandiol (C4) - mogu se upotrijebiti kao prekursori za plastične predmete, ljepila i lijekove. Prekursor je bilo koji kemijski reaktant koji sudjeluje u bilo kojoj fazi proizvodnje kemijskih supstancija.

Toksični formaldehidi pritom se mogu zamijeniti metilglioksalom, koji je sigurniji. Otkriće američki znanstvenici baziraju na kemiji umjetne fotosinteze, a detaljno su ga predstavili u stručnome časopisu Energy & Environmental Science.

"Ovo otkriće moglo bi nas dovesti do mogućnosti pretvorbe ugljičnog dioksida u proizvode i sirovine koji će se moći iskoristiti u kemijskoj i farmaceutskoj industriji", rekao je glavni autor studije, Charles Dismukes, profesor na Odjelu za kemiju i kemijsku biologiju te na Odjelu za biokemiju i mikrobiologiju Sveučilišta Rutgers u New Brunswicku. Dismukes je glavni istraživač na Rutgersovom Waksman Institutu za mikrobiologiju.

Znanstvenici su ranije dokazali da se ugljični dioksid elektrokemijskim procesom može pretvoriti u metanol, etanol, metan i etilen. No takav je proces neučinkovit i preskup da bi bio komercijalno isplativ, smatra glavna autorica studije Karin Calvinho, doktorandica kemije na Rutgersu.

Korištenjem pet katalizatora izrađenih od nikla i fosfora, a treba istaći da su oni jeftini i ima ih u izobilju, američki su znanstvenici ustanovili da su u stanju elektrokemijskim procesom pretvoriti ugljični dioksid i vodu u široku lepezu proizvoda na bazi ugljika, rekla je Calvinho.

Izbor katalizatora određuje koliko se ugljikovih atoma može povezati da bi se dobile molekule ili se čak stvorili dulji polimeri. Općenito, što je ugljikov lanac duži, proizvod je vredniji. 

Idući potez znanstvenika je saznati više od temeljnoj kemijskoj reakciji kako bi se ona mogla iskoristiti za proizvodnju drugih vrijednih diola koji imaju široku upotrebu u industriji polimera, ili za proizvodnju ugljikovodika koji se mogu koristiti kao obnovljiva goriva. Dioli su, podsjetila je znanstvenica dvovalentni alkoholi u kojima su dvije hidroksilne skupine vezane na različite ugljikove atome.

Na temelju svojeg istraživanja američki su znanstvenici osmislili i izradili patente za elektrokatalizatore te su osnovali start-up tvrtku "RenewCO2".

Istraživanje je objavljeno u časopisu Energy & Environmental Science.