CO2 reutilization for methane production via a catalytic process promoted by hydrides

CO2 emissions have been continuously increasing during the last half of the century with a relevant impact on the planet and are the main contributor to the greenhouse effect and global warming. The development of new technologies to mitigate these emissions poses a challenge. Herein, the recycling of CO2 to produce CH4 selectively by using Mg2FeH6 and Mg2NiH4 complex hydrides as dual conversion promoters and hydrogen sources has been demonstrated. Magnesium-based metal hydrides containing Fe and Ni catalyzed the hydrogenation of CO2 and their total conversion was obtained at 400 °C after 5 h and 10 h, respectively. The complete hydrogenation of CO2 depended on the complex hydride, H2:CO2 mol ratio, and experimental conditions: temperature and time. For both hydrides, the activation of CO2 on the metal surface and its subsequent capture resulted in the formation of MgO. Investigations on the Mg2FeH6-CO2 system indicated that the main process occurs via the reversed water-gas shift reaction (WGSR), followed by the methanation of CO in the presence of steam. In contrast, the reduction of CO2 by the Mg-based hydride in the Mg2NiH4-CO2 system has a strong contribution to the global process. Complex metal hydrides are promising dual promoter-hydrogen sources for CO2 recycling and conversion into valuable fuels such as CH4. Fil: Grasso, María Laura. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Gerencia de Investigación Aplicada CAB. Departamento Fisicoquímica de Materiales; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina Fil: Puszkiel, Julián Atilio. Helmholtz zentrum Geesthacht; Alemania. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Gerencia de Investigación Aplicada CAB. Departamento Fisicoquímica de Materiales; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina Fil: Fernández Albanesi, Luisa Francisca. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Gerencia de Investigación Aplicada CAB. Departamento Fisicoquímica de Materiales; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina Fil: Dornheim, Martin. Helmholtz zentrum Geesthacht; Alemania Fil: Pistidda, Claudio. Helmholtz zentrum Geesthacht; Alemania Fil: Gennari, Fabiana Cristina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Gerencia de Investigación Aplicada CAB. Departamento Fisicoquímica de Materiales; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina