TECNOLOGÍA

Un español descubre un catalizador que elimina CO² y produce hidrocarburos

El agua se divide en hidrógeno y oxígeno mediante electrolisis, pero si además se añade dióxido de carbono a la mezcla se pueden generar compuestos para fabricar textiles, pañales y hasta bebidas espirituosas. Científicos norteamericanos liderados por el español Francisco Pelayo García de Arquer han desarrollado un catalizador que acelera esta reacción, a la vez que ayuda a eliminar este gas de efecto invernadero.

Catalizador de CO2 universidad de Toronto del español Francisco Pelayo García de Arquer
Ingenieros de la Universidad de Toronto operando con el nuevo dispositivo catalizador. Foto: Daria Perevezentsev
Enrique Sacristán / SINC | 12/02/2020 - 18:07h.

Es uno de los santos griales de la investigación en los tiempos de la Crisis Climática. ¿Qué hacer para evitar el efecto invernadero detectado con el aumento del dióxido de carbono en la atmósfera? Miles de científicos en el mundo trabajan para evitar, e incluso reducir, el incremento de temperatura, causado en gran medida por las emisiones de CO² de los motores de combustión. Incluso la Ciuden en Ponferrada se creó con un proyecto para capturarlo, que más tarde se canceló por falta de fondos.

Pero esta semana se ha conocido que un equipo de investigadores de Canadá y EE.UU., liderados por el español Francisco Pelayo García de Arquer, ha desarrollado un catalizador que convierte el dióxido de carbono en sustancias químicas simples de forma rápida y eficiente. De esta manera transforman el mayor gas de efecto invernadero en productos útiles para la industria.

"La tecnología de los electrolizadores de agua es bien conocida: transforman agua y electricidad en hidrogeno y oxígeno, pero en nuestro caso, añadimos CO² al cóctel y, en lugar de producir hidrógeno, podemos generar varios hidrocarburos, como el etileno (el compuesto orgánico más utilizado en todo el mundo) y el etanol", destaca a SINC el investigador F. Pelayo García de Arquer de la Universidad de Toronto.

"Así —explica— se pueden obtener materias primas para la fabricación de productos como pueden ser materiales para la construcción, textiles, pinturas, componentes de aparatos electrónicos, pañales... o incluso bebidas espirituosas".

La clave del nuevo dispositivo es un recubrimiento polimérico que facilita el transporte del CO² por la superficie del metal o electrodo del catalizador. En general, al dióxido de carbono le cuesta penetrar en las soluciones acuosas y llegar a toda la superficie de este material, de modo que cuando se aumenta el flujo de electrones (corriente eléctrica) para llevar a cabo la reacción, no hay suficiente dióxido de carbono para ser transformado.

Pero los autores, que publican su estudio en la revista 'Science', demuestran que se puede superar esa limitación: "Hemos descubierto que cierta configuración de ionómeros (polímeros que conducen iones y agua al catalizador) permite aumentar considerablemente la facilidad con la que el CO² se distribuye a lo largo de la superficie catalítica, permitiendo de este modo alcanzar productividades más altas", apunta el científico español.

Este recubrimiento de ionómeros contiene partes hidrofóbicas (repelen el agua) e hidrofílicas (atraen el agua) y se agrupa formando una capa ultrafina de unos 10 nanómetros que ayuda a mantener la reacción donde, a partir del gas CO2 y los hidrógenos del agua (protones H+) se construye el hidrocarburo.

Logros con el CO² que parecían impensables

"Hace unos dos años, los sistemas de electrolisis de CO² estaban limitados a productividades o corrientes eléctricas de decenas de miliamperios por centímetro cuadrado,  de modo que solo unas pocas moléculas de este gas pueden transformarse en algo útil", dice el investigador, "pero nuestro descubrimiento permite operar a corrientes cien veces más altas, de más de un amperio por centímetro cuadrado. De este modo, muchísimas más moléculas de dióxido de carbono pueden ser transformadas, llegando a actividades que hace unos años eran impensables".

Otra de las ventajas que destaca García de Arquer es que la fuente de electricidad necesaria para el proceso "puede ser perfectamente renovable, como la energía solar, eólica o hidráulica, así que se trata de una manera de construir hidrocarburos también renovables".

Los investigadores trabajan ahora en aumentar todavía más la eficiencia del sistema y su estabilidad, que aunque ya ronda las decenas de horas, todavía está lejos de las miles de horas de operación de los electrolizadores de agua.

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