Imagina que parte de la gasolina del futuro no saliera del petróleo, sino del propio CO₂ que hoy sale de una chimenea. Eso es, en esencia, lo que persigue un nuevo experimento de científicos de China que han conseguido replicar en el laboratorio una versión artificial de la fotosíntesis capaz de transformar dióxido de carbono y agua en compuestos básicos para combustibles líquidos usando solo luz solar. El trabajo se ha publicado en la revista Nature Communications y ya se presenta como un posible puente entre las energías renovables y la industria que hoy depende del petróleo.
Qué se ha logrado exactamente
El equipo de la Academia China de Ciencias y de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong ha diseñado un material especial que actúa como una especie de batería diminuta dentro del catalizador. Se trata de un trióxido de tungsteno modificado con plata, conocido como Ag/WO₃, capaz de almacenar temporalmente electrones cuando recibe luz y liberarlos después justo donde hacen falta para reducir el CO₂.
Cuando este material se combina con un catalizador molecular de cobalto llamado ftalocianina de cobalto, el sistema produce monóxido de carbono a partir de CO₂ y agua con una rapidez aproximada de 1,5 milimoles por gramo de catalizador y hora. Es una cifra de laboratorio, pero importante, porque supone en torno a cien veces más rendimiento que el mismo catalizador sin ese “reservorio de carga”.
Ese monóxido de carbono no es gasolina en sí, pero sí uno de los ladrillos químicos clave para fabricar combustibles sintéticos compatibles con los motores actuales mediante procesos industriales ya conocidos. Por eso muchos medios hablan de “convertir CO₂ en gasolina” aunque, por ahora, lo que se produce son los componentes de partida.
Una fotosíntesis artificial un poco más parecida a la de las plantas
Uno de los puntos delicados de la fotosíntesis artificial es que, en muchos sistemas, hace falta añadir sustancias llamadas agentes sacrificables que ayudan a que la reacción funcione, pero que se consumen y generan residuos. Aquí los investigadores han apostado por algo más limpio. El nuevo diseño usa el agua como fuente de electrones, igual que lo hace una hoja cuando convierte luz solar en energía química.
En la naturaleza, una molécula llamada plastoquinona guarda los electrones durante unos instantes para que la planta pueda coordinar varias reacciones a la vez. El equipo chino se inspira en esa idea y deja que el tungsteno del Ag/WO₃ oscile entre dos estados de oxidación mientras entra y sale la luz. En la práctica, el material funciona como un almacén de carga que evita pérdidas y hace que el catalizador que reduce el CO₂ trabaje con más electrones disponibles y durante más tiempo.
Otro detalle relevante para salir del laboratorio. El sistema se ha probado también con luz solar natural, no solo bajo lámparas controladas, y aun así mantiene la capacidad de transformar CO₂ en monóxido de carbono. Es una pista de que, al menos sobre el papel, podría integrarse en dispositivos alimentados directamente por renovables sin pasar por la “factura de la luz”.
Qué significa para el clima y para los combustibles
La idea de usar la luz del sol para convertir CO₂ en combustibles no es nueva. Desde hace años se exploran diferentes rutas de fotosíntesis artificial, pero muchas siguen atrapadas entre eficiencias bajas, materiales caros y montajes difíciles de escalar, tal y como recuerdan revisiones recientes sobre conversión solar de CO₂.
El avance chino encaja en esa carrera con una propuesta concreta. Ofrece un truco de diseño que parece relativamente universal. El mismo material Ag/WO₃ puede combinarse con distintos catalizadores según el producto que se busque, y todo ello usando agua en lugar de aditivos orgánicos desechables. Si se logra trasladar esta estrategia a sistemas más grandes, podría alimentar la producción de combustibles solares para sectores difíciles de electrificar como la aviación o el transporte marítimo, donde es complicado sustituir de golpe el motor y las infraestructuras.
Desde el punto de vista climático, la clave está en el ciclo completo. Para que este tipo de gasolina sintética sea realmente neutra en carbono, el CO₂ de partida tendría que venir de una fuente capturada, ya sea de chimeneas industriales o directamente del aire, y el proceso debería alimentarse con electricidad renovable. Incluso así, los expertos recuerdan que la eficiencia energética total todavía está lejos de ser ideal y que cada paso intermedio se traduce en pérdidas.
Lo que aún falta por resolver
Por muy prometedor que suene, hoy hablamos de experimentos realizados con cantidades pequeñas de catalizador en condiciones muy controladas. Entre esa escala y un reactor industrial capaz de producir miles de litros de combustible al día hay un abismo hecho de ingeniería, costes, estabilidad a largo plazo y sistemas de captura de CO₂ que todavía se están desarrollando.
También hay preguntas prácticas que afectarán al ciudadano de a pie. Cuánto costaría un litro de este combustible frente al gasóleo o la gasolina actual. Cómo se integraría en las refinerías existentes. Y si los gobiernos considerarán prioritario apoyar estas tecnologías frente a otras opciones como el vehículo eléctrico o el hidrógeno. El reloj de la crisis climática corre más deprisa que la política, y eso se nota.
Con todo, este tipo de trabajos dibuja un escenario en el que parte del CO₂ que hoy vemos como un residuo peligroso podría convertirse en recurso. Mientras seguimos sufriendo subidas de carburantes y olas de calor cada verano, saber que hay equipos buscando maneras de “fabricar combustible a partir del aire” apunta a un futuro en el que medio ambiente e industria puedan empezar a ir de la mano.
El estudio científico completo ha sido publicado en la revista Nature Communications.
