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Actualmente, a medida que los efectos del calentamiento global se sienten cada vez más, la reducción de la huella de carbono sigue siendo una de las cuestiones más importantes. Mientras que algunos investigadores han desarrollado un biodiesel electrosintético que es significativamente más eficiente y limpio que las alternativas existentes, otros están explorando la transformación del dióxido de carbono en metano. Así, los químicos estadounidenses han desarrollado un método eficaz para capturar y convertir el CO2 en CH4. Según ellos, este avance utilizando la electroquímica abre el camino a la transformación del dióxido de carbono en combustibles alternativos.
En el contexto de la lucha contra los gases de efecto invernadero, muchos investigadores se centran actualmente en innovaciones energéticas, como la conversión de CO2 en metano. El pasado mes de junio, investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk (DGIST), en Corea del Sur, desarrollaron una tecnología capaz de llevar a cabo este proceso con una eficiencia del 99,3%, lo que resulta notable en comparación con los métodos actuales que luchan por superar el 70%. Esta tecnología se basa en la fotocatálisis, un proceso que utiliza la luz para acelerar una reacción química.
El equipo surcoreano utilizó un fotocatalizador compuesto de seleniuro de cadmio y dióxido de titanio amorfo (TiO2). Se seleccionó el seleniuro de cadmio por su capacidad para absorber eficientemente la luz visible e infrarroja, mientras que la estructura desordenada del TiO2 amorfo optimiza la transferencia de carga al tiempo que garantiza la estabilidad química y térmica. Aunque esta innovación representa un paso adelante hacia una solución sostenible al calentamiento global, su despliegue a gran escala aún está por determinar.
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Al mismo tiempo, se están desarrollando otros sistemas convencionales de captura de CO2 destinados a transformarlo en productos útiles, pero que aún requieren una cantidad considerable de energía para su implementación industrial. Sin embargo, investigadores de la Universidad de Ohio han descubierto una manera de ahorrar esta energía transformando directamente el CO2 capturado en metano.
Los átomos de níquel como catalizador innovador.
Según Tomaz Neves-García, autor principal del nuevo estudio e investigador postdoctoral en química y bioquímica en la Universidad Estatal de Ohio, la clave de este nuevo método es el uso de un catalizador a base de níquel, en lugar de un fotocatalizador. El equipo apuntó directamente a la forma capturada de dióxido de carbono, el carbamato.
En su trabajo, publicado en el Revista de la Sociedad Química Estadounidenselos investigadores explican haber utilizado átomos de níquel dispuestos sobre una superficie electrificada. Descubrieron que este catalizador permite que el carbamato se convierta directamente en metano. “ Estamos pasando de una molécula de baja energía a un combustible de alta energía, lo cual es ventajoso porque libera más energía utilizable durante la combustión. “, dijo Neves-García en un comunicado. “ Lo que hace que esto sea tan interesante es que otros capturan, recuperan y convierten el dióxido de carbono en múltiples pasos, mientras que nosotros ahorramos energía al realizar estos pasos simultáneamente. “, añadió.
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Proceso de conversión de carbamato en CH4. © Tomaz Neves-García et al./ Revista de la Sociedad Química Estadounidense (2024)
Por tanto, este método es el primero que aprovecha la electroquímica para convertir el carbamato en metano. “ El metano puede ser un producto muy interesante, pero lo más importante es que abre la puerta a procesos para convertir el CO2 capturado en otros productos, como metanol o hidrocarburos más complejos. “, explica Neves-García. Los investigadores creen que este enfoque podría contribuir de alguna manera a “cerrar” el ciclo del carbono. De hecho, una vez quemado, el metano emite CO2 que, capturado y reconvertido en CH4, crea un ciclo continuo de producción de energía, limitando así su impacto en el calentamiento global.
El equipo ahora planea explorar otras alternativas químicas, tanto limpias como sostenibles, para capturar el carbono atmosférico. “ Debemos esforzarnos por minimizar la energía gastada en la captura y conversión de carbono.
», subraya Neves-García. “ Así, en lugar de realizar todos los pasos de captura y conversión por separado, podemos combinarlos en un solo paso, evitando así procesos que consumen mucha energía. », concluye.
Fuente: Revista de la Sociedad Química Estadounidense.
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