La ciencia no se detiene a la hora de buscar soluciones que ayuden a contar con un planeta más limpio, reduciendo la presencia de dióxido de carbono en la atmósfera. Fruto de estas innovaciones se ha encontrado un gran avance en forma de dispositivo que recurre al uso de energía solar para transformar este gas.
Un grupo de investigadores ha desarrollado un dispositivo solar revolucionario que es capaz de transformar CO₂ directamente en combustible limpio, una manera eficaz de poder hacer frente al que es uno de los grandes responsables del calentamiento global que afecta a nuestro planeta y que puede tener severas consecuencias en el futuro.
LA ENERGÍA SOLAR PUEDE TRANSFORMAR EL CO2
España se prepara para el apagón del motor de combustión en los vehículos, y mientras tanto podemos encontrar otros avances en la carrera por encontrar soluciones que ayuden a reducir la presencia de dióxido de carbono en la atmósfera.
Ahora un grupo de investigadores ha demostrado que es posible transformar este gas, que es uno de los principales responsables del calentamiento global, en un combustible útil mediante un dispositivo solar inspirado en la fotosíntesis.
Este avance combina una serie de materiales orgánicos con enzimas bacterianas y luz natural en un sistema en el que se prescinde por completo del uso de aditivos o de catalizadores tóxicos. De esta forma, a través de la energía solar se abre una nueva vía para poder producir energía y compuestos químicos, evitando las fuentes fósiles.
UN DISPOSITIVO SOLAR QUE CONVIERTE EL CO2 EN ENERGÍA ÚTIL
Este avance científico tiene como elemento central una hoja artificial que es capaz de reproducir los mecanismos básicos de la fotosíntesis. Desarrollada por parte de la Universidad de Cambridge, esta tecnología hace uso de dióxido de carbono, agua y luz solar para generar formiato. Este es un combustible limpio que se produce sin emisiones y que se puede usar como base en procesos químicos.
Se trata de un sistema que se encarga de combinar semiconductores orgánicos con enzimas extraídas de bacterias, lo que permite que se pueda aprovechar la luz con una enorme eficacia, además de dirigir los electrones hacia reacciones muy concretas.
El resultado es un dispositivo que funciona de una forma autónoma durante más de 24 horas de manera consecutiva, algo que hasta el momento no se había podido conseguir a través de materiales orgánicos.
Este rendimiento se debe a una matriz de titanio porosa donde se aloja una enzima auxiliar encargada de mantener estables los catalizadores. Esta estructura evita la degradación y permite trabajar con simples soluciones de bicarbonato, que es un medio de reacción seguro y sencillo de manipular.
En las primeras pruebas que se han realizado sobre este dispositivo que funciona a partir de la energía solar, se ha podido encontrar cómo es capaz de generar formiato con alta selectividad y sin subproductos indeseados.
Se convierte, de esta manera, en una excelente herramienta para aquellas industrias que requieren de insumos puros. Los investigadores hicieron uso del compuesto resultante para sintetizar sustancias farmacéuticas, y todo ello sin generar nuevos residuos.
UN COMBUSTIBLE LIMPIO A PARTIR DE LA ENERGÍA SOLAR
El interés por el fomiato no es algo fruto de la casualidad, ya que se trata de un compuesto que tiene la capacidad de poder ser usado como vector energético, pero de igual modo también como materia prima para fabricar productos químicos que actualmente dependen de derivados del petróleo
La industria química concentra en torno al 6% de las emisiones de dióxido de carbono globales y usa materiales con una vida útil corta o componentes tóxicos a la hora de llevar a cabo muchos de sus procesos. Ahora, esta hoja artificial cambia este panorama.
Al emplear dióxido de carbono (CO₂) como punto de partida y la luz solar como fuente de energía, el sistema reduce la presión sobre los recursos fósiles, además de eliminar la necesidad de catalizadores inorgánicos que generan residuos peligrosos.
La utilización de semiconductores orgánicos, además, permite ajustar sus propiedades para obtener reacciones que resulten más eficientes sin tener que hacer uso de metales escasos o que sean contaminantes.
Mientras la investigación de la Universidad de Cambridge avanza en la generación de formiato, hay otro grupo de científicos que desarrolla otro sistema distinto. En este caso se trata de transformar el dióxido de carbono y agua en hidrocarburos como etileno y etano, que son esenciales para la fabricación de plásticos y productos industriales.
Desarrollado por un grupo de investigadores de la Universidad de California en Berkeley, usa estructuras de cobre que se asemejan a pequeñas flores metálicas. En las superficies cuentan con electrones que impulsan la conversión molecular.
Para captar la luz usan nanocables de silicio, mientras que el uso de glicerol, en vez de agua, aumenta la eficiencia y da lugar a subproductos como el lactato, el acetato o el glicerato, todos ellos valiosos para un uso cosmético y farmacéutico.
UN FUTURO EN EL QUE EL CO2 SE CONVIERTE EN ENERGÍA LIMPIA GRACIAS A LA ENERGÍA SOLAR
Más allá de conocer las cifras del ahorro real de repostar en gasolineras low cost de hipermercados, ahora sabemos que los investigadores están convencidos de que estas tecnologías representan una vía realista hacia un futuro donde capturar CO₂ del aire o de plantas energéticas permita la generación de combustible de carbono neutro.
Con semiconductores orgánicos más estables, unas enzimas más resistentes y mejores métodos de diseño molecular, estos dispositivos podrán llegar a operar durante semanas e incluso meses sin sufrir un deterioro.
Las perspectivas son especialmente prometedoras para la industria química, que podría aprovechar estas reacciones para producir compuestos con una menor huella ambiental y sin depender de petróleo.
En el mejor de los casos, estas hojas artificiales y reactores solares podrían integrarse en refinerías renovables capaces de fabricar distintos productos en función de las necesidades de cada sector. Las investigaciones aún deberán superar desafíos técnicos, pero la dirección es evidente: convertir el CO₂ en energía y materiales útiles ya no es ciencia ficción.
Es una carrera científica que podría cambiar de una manera radical la manera en la que se producen los químicos y los combustibles en las próximas décadas, y todo ello podría deberse gracias al uso de un dispositivo basado en la energía solar.
