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La reacción de reformación seca del metano transforma el dióxido de carbono (CO₂) y el metano (CH₄) en una mezcla de CO y H₂.

CH₄ + CO₂ ↔ 2CO + 2H₂

Esta reacción permite alcanzar dos objetivos. En primer lugar, permite valorizar el CO₂ y el CH₄, dos componentes que contribuyen en gran medida al calentamiento global del planeta. Por otra parte, la reacción forma un producto de más alto valor añadido, una mezcla de CO y H₂ que se llama gas de síntesis, que como su nombre indica sirve de punto de partida para sintetizar un gran número de moléculas que contienen carbono: hidrocarburos, alcoholes, etc.

Generalmente, la reacción de reformación seca del CO₂ acelera (se cataliza, en términos químicos) mediante catalizadores metálicos formados por metales de transición, sobre todo de níquel a nivel industrial.

El níquel, sin embargo, presenta problemas, porque a lo largo de la reacción se forma carbono que se adsorbe en su superficie, y éste se desactiva a lo largo de la reacción. Resulta, por tanto, atractivo desarrollar nuevos materiales que permitan acelerar la reacción y sirvan de alternativa al níquel o los metales de transición. Los carburos metálicos basados en molibdeno (Mo2C) son materiales atractivos para este propósito, pero también se desactivan, en este caso mediante oxígeno adsorbido en su superficie.

En este trabajo, fruto de una colaboración del grupo teórico liderado por el investigador "Ramón y Cajal" Aleix Comas Vives, del Departamento de Química de la Universitat Autònoma de Barcelona, y el grupo del profesor Christoph Mueller y del doctor Alexey Fedorov, de la Escuela Politécnica de Zurich (ETH Zurich), hemos conseguido sintetizar y entender cómo opera un catalizador bidimensional de Mo2C a escala nanométrica de la familia MXens, cuando se depositan sobre SiO2. El catalizador es activo en la reacción y su morfología permite superar las limitaciones tradicionales del Mo2C.

Este compuesto, formado por láminas muy finas, de Mo-C-Mo sobre el CO₂, a diferencia del Mo2C se activa por deposición de oxígeno en la superficie, formándose Mo2COx. Esto se consigue mediante el contacto del material con CO₂ a 800 grados centígrados. El material resultante permite acelerar la reacción de reformación seca del metano con una actividad similar a la del níquel. Este catalizador Mo2COx, tiene la ventaja de que, a pesar de desactivarse, es decir hacerse menos eficiente durante la reacción, se puede volver a "activar" si se vuelve a poner en contacto con CO₂, hecho sin precedentes en materiales de este tipo. Esto permite alternar ciclos de reacción de reformación seca del metano con ciclos de reactivación del material con CO₂ a otra temperatura.

Los cálculos teóricos han permitido saber la composición del catalizador en los diferentes ciclos de reacción y saber cómo tiene lugar la reacción a escala atómica. En este sentido, se ha visto que romper la molécula del metano es el paso clave de la reacción de reformación seca del metano.