Combustibles limpios con plásticos, CO2 y energía solar. Los investigadores, de la Universidad de Cambridge desarrollaron un reactor alimentado por energía solar. El mismo convierte el CO2 capturado y los desechos plásticos en combustibles sostenibles y otros productos químicos valiosos.
En las pruebas, el CO2 se convirtió en gas de síntesis, un componente clave para los combustibles líquidos sostenibles. Y las botellas de plástico se convirtieron en ácido glicólico, que se usa ampliamente en la industria cosmética.
Sin embargo, a diferencia de las pruebas anteriores a los que sometieron su tecnología de combustibles solares, el equipo tomó dióxido de carbono de fuentes del mundo real. Como el escape industrial o el aire mismo. Los investigadores pudieron capturar y concentrar el CO2 y convertirlo en un combustible sostenible.
Aunque se necesitan mejoras antes de que esta tecnología pueda usarse a escala industrial, los resultados, representan otro paso importante hacia la producción de combustibles limpios para impulsar la economía. Sin necesidad de recurrir al petróleo y al gas que son tan perjudiciales para el medio ambiente.
Convirtiendo CO2
Durante varios años, el grupo de investigación del profesor Erwin Reisner, del Departamento de Química de Yusuf Hamied, ha estado desarrollando combustibles sostenibles de carbono neto cero. Y lo hizo inspirándose en la fotosíntesis, el proceso por el cual las plantas convierten la luz solar en alimento. El profesor Reisner utilizó hojas artificiales, que convierten el CO2 y el agua en combustibles usando solo energía solar.
Hasta la fecha, sus experimentos impulsados por energía solar habían utilizado este gas puro y concentrado de un cilindro. Pero para que la tecnología sea de uso práctico, debe ser capaz de capturar activamente CO2 de procesos industriales o directamente del aire.
El problema es que el dióxido de carbono es solo uno de los muchos tipos de moléculas presentes en el aire que respiramos. Por lo que hacer que esta tecnología sea lo suficientemente selectiva para captar el CO2, que está altamente diluido, es un gran desafío técnico.
Desfosilizar es la clave
“No solo estamos interesados en la descarbonización, sino también en la desfosilización. Necesitamos eliminar por completo los combustibles fósiles para crear una economía circular real y no contaminante”, dijo Reisner.
“A mediano plazo, esta tecnología podría ayudar a reducir las emisiones de carbono al capturarlas de la industria y convertirlas en algo útil. Pero en realidad lo que debemos eliminar por completo son los combustibles fósiles. Además de capturar el CO2 del aire”.
Capturar y almacenar de carbono
Los investigadores se inspiraron en la captura y almacenamiento de carbono (CCS). Un proceso mediante el cual el CO2 se captura y luego se bombea y almacena bajo tierra. “La CCS es una tecnología popular entre la industria de los combustibles fósiles” comenta Reisner.
Y agrega que: “esto no deja de ser una forma de ‘esconder’ nuestras las emisiones de carbono mientras continuamos quemando petróleo y gas. Si en lugar de capturar y almacenar carbono, lo pudiéramos emplear de alguna forma, podríamos hacer algo útil a partir del CO2. En lugar de enterrarlo bajo tierra, con consecuencias desconocidas a largo plazo. Pero debemos comenzar por eliminar el uso de combustibles fósiles».
¿Cómo lo hacen?
Al burbujear aire a través del sistema que contiene una solución alcalina, el CO2 queda atrapado de forma selectiva y los demás gases presentes en el aire, como el nitrógeno y el oxígeno, salen burbujeando de forma inofensiva. Este proceso permite a los investigadores acceder y recuperar el dióxido de carbono del aire, lo que les facilita el trabajo.
Fotografía que muestra la captura de carbono del aire y su conversión fotoelectroquímica en combustible con la conversión simultánea de residuos plásticos en productos químicos. CRÉDITO: Ariffin Mohamad Annuar
El sistema integrado contiene un fotocátodo y un ánodo y tiene dos compartimentos. En un lado se captura la solución de CO2 que se convierte en gas de síntesis, un combustible simple. Por otro lado, los plásticos se reutilizan empleándolos como materia prima para generar productos químicos. Y la energía que se emplea para todo es solar.
«El componente de plástico es un truco genial y accesorio de este sistema», dijo el coautor Dr. Motiar Rahaman. “Capturar y usar CO 2 del aire hace que la química sea más difícil. Pero, si añadimos residuos plásticos, este material cede electrones al CO2. El plástico se descompone en ácido glicólico. Y el CO2 se convierte en un combustible simple”. Combustibles limpios con plásticos, CO2 y energía solar
Acerca de la investigación
La investigación fue apoyada en parte por el Instituto de Ciencias Weizmann, la Beca Marie Skłodowska-Curie de la Comisión Europea, el Programa Winton para la Física de la Sostenibilidad y el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC), parte de Investigación e Innovación del Reino Unido (UKRI). Erwin Reisner es miembro y Motiar Rahaman es investigador asociado de St John’s College, Cambridge. Erwin Reisner dirige el Centro Circular de Plásticos de Cambridge (CirPlas), cuyo objetivo es eliminar los desechos plásticos combinando el pensamiento de cielo azul con medidas prácticas. El estudio se publicó en la revista Joule.
