Los recursos energéticos fósiles suministran cerca del 80% de las necesidades energéticas mundiales, lo que ha sido un factor clave en el desarrollo industrial y la expansión de las economías en todo el mundo. Sin embargo, los escenarios energéticos en el corto plazo, hasta el año 2008, en el mediano plazo, hasta el 2020 y en el largo plazo, hasta el 2050, colocan al carbón y al gas como el soporte fundamental de la energía del futuro, a pesar de las crecientes preocupaciones ambientales. Dentro de este escenario, la evolución de los sistemas de transporte que usan combustibles fósiles como fuente de poder y la creciente actividad industrial de síntesis de productos químicos han causado un aumento sustancial de las concentraciones de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera, lo cual a su vez ha causado la elevación de la temperatura media de la tierra, con consecuencias nefastas para los ecosistemas, la biodiversidad y la vida animal. Debido a esto, se han propuesto estrategias para mitigar estos efectos, una de las cuales es la captura y conversión del CO2. Una forma conveniente de usar el CO2 es su conversión a combustibles limpios, tales como el metanol, lo cual se lleva a cabo a nivel industrial usando catalizadores de Cu/ZnO soportados en alúmina (Al2O3). Se ha demostrado a nivel experimental que la sinergia entre Cu y otros metales, tales como Pd, Zn, Pt, Ni, Au, entre otros, mejoran la eficiencia de la reacción. Sin embargo, el conocimiento de la reacción en estas aleaciones es muy escaso, y esto ha retrasado el desarrollo racional de catalizadores. En este proyecto se propone encontrar un sistema bimetálico tipo nanoaleación eficiente para la conversión de CO2 a combustibles usando las técnicas de la química cuántica, a través del estudio detallado de los mecanismos de reacción involucrados. Los metales a estudiar serán cobre en conjunto con níquel, oro y platino, ya que estos metales representan un gran potencial minero en algunas regiones de Colombia. Con este proyecto, esperamos proponer un sistema eficiente para la síntesis de metanol, que en un futuro pueda ser sintetizado y explorado a nivel experimental. Los resultados de este proyecto serán publicados en dos artículos en revistas indexadas en ISI/Scopus, además serán divulgados en eventos académicos a nivel nacional y/o internacional. Por último, esperamos organizar una escuela de aplicaciones de la química cuántica y computacional en el estudio de problemas ambientales, que se llevará a cabo en la Universidad Nacional de Colombia. |