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Investigadores del Institut Català d’Investigació Química (ICIQ-CERCA), del grupo de Núria López, han creado una simulación basada en el aprendizaje automático para entender el rendimiento de los catalizadores de cobre y, por lo tanto, mejorar su uso en la reducción y reutilización del CO2 atmosférico.
La reducción electroquímica del CO2 (eCO2R) es un proceso que está ganando mucha atención últimamente por su potencial en la conversión del CO2. Esta reacción necesita de catalizadores, y entre estos, los basados en cobre son los que han mostrado el mejor rendimiento para producir etanol y etileno, precursores de combustibles y plásticos. El rendimiento único de los catalizadores de cobre se ha relacionado con las singularidades de su morfología, y es que no se conoce con certeza la estructura de estos catalizadores en condiciones de reacción.
"Este trabajo permitirá que la comunidad investigadora tenga una mejor comprensión sobre este tema fundamental. El estudio también proporciona una base sólida para el futuro desarrollo de catalizadores eficientes, así como para la optimización de las condiciones de reacción para lograr la neutralidad climática", explica Zan Lian, primer autor del trabajo e investigador postdoctoral del grupo de López.
El trabajo del grupo de López investiga el proceso del catalizador a través de simulaciones de dinámica molecular a gran escala. Se trata de un método computacional que analiza los movimientos de los átomos y las moléculas mediante una red neuronal artificial (NNP en inglés). El sistema nervioso de los animales ha inspirado este sistema de procesamiento de datos, compuesto de puntos de procesamiento pequeños (neuronas artificiales) interconectados.
Los investigadores del ICIQ han empleado esta red neuronal para procesar un conjunto de datos de casi 60.000 puntos para estudiar la naturaleza dinámica de los catalizadores. Basándose en todas estas simulaciones, se ha definido la evolución de la estructura del catalizador de cobre bajo diferentes condiciones, abriendo el camino para su control.
Federico Dattila, coautor del artículo, se muestra entusiasmado con el trabajo, "este estudio proporciona pautas claras a los investigadores sobre cómo tratar los catalizadores de cobre para obtener los mejores productos de la reducción de CO2".
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