Científicos del Departamento de Energía de USA (DOE, por sus siglas en inglés) han identificado un material que podría revolucionar la lucha contra la contaminación atmosférica y mejorar la técnica de conversión de dióxido de carbono en combustible.
De acuerdo con el portal del Laboratorio Nacional Argonne esta técnica se basa en reacciones químicas en cuyo transcurso el dióxido de carbono presente en la atmósfera se convierte en metanol (combustible), mediante el efecto producido por un catalizador.
Así, el equipo de investigadores del Departamento de Energía de USA ha identificado que el tetrámero de cobre puede servir como catalizador para este tipo de reacciones.
Dicha sustancia consta de cuatro átomos de cobre y acelera de mejor manera la conversión de las moléculas de dióxido de carbono en metanol, requiriendo para eso menos presión y energía.
La emisión de gases de efecto invernadero es uno de los problemas más candentes relacionados con el medioambiente, por lo cual es muy importante buscar "catalizadores que sean más eficientes, sobre todo en términos de ahorro de energía", sostiene Larry Curtiss, el coautor del estudio.
De CO2 a combustible
La combinación de electricidad y el dióxido de carbono podría transformarse en una solución para la producción de combustibles alternativos, gracias a un sistema ideado por especialistas de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA). El mecanismo creado logra transformar el dióxido de carbono en un combustible apto para su uso en vehículos con la tecnología actual, empleando electricidad en el proceso. Sería una salida interesante hasta que se optimicen los sistemas de propulsión eléctrica en forma directa.
Un grupo de ingenieros de la Henry Samueli School of Engineering and Applied Science de la UCLA parece haber obtenido una fórmula muy eficaz para lograr propulsar vehículos a través de la electricidad, pero sin requerir de los cambios tecnológicos necesarios en un coche eléctrico.
El sistema en cuestión transforma el dióxido de carbono en combustible líquido, más precisamente en isobutanol, mediante el uso de electricidad. Se elimina así un gran inconveniente: el almacenamiento de la energía eléctrica. Hoy en día, la electricidad generada por diversos métodos es aún difícil de almacenar de manera eficiente.
El trabajo del equipo de la UCLA ha sido difundido a través de una nota de prensa del mencionado centro de estudios, y también se ha desarrollado en un artículo recientemente publicado en el medio especializado Science. Por otro lado, el proyecto fue desarrollado gracias a una subvención del programa Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E), del Departamento de Energía de USA.
Las baterías químicas, el bombeo hidráulico o la división de agua son tecnologías que presentan baja densidad de almacenamiento de energía o que incluso son incompatibles con la infraestructura de transporte actual. Este adelanto soluciona este inconveniente, abriendo un nuevo camino en el campo de los combustibles alternativos.
Mientras el almacenamiento de electricidad a través de baterías de iones de litio presenta una baja densidad, dificultando la operatoria cotidiana de los vehículos eléctricos, al almacenarse como combustible líquido el problema estaría solucionado, ya que la densidad de almacenamiento podría ser muy alta.
Los especialistas destacaron que el nuevo sistema brindaría la posibilidad de utilizar la electricidad como energía de propulsión para el transporte, sin necesidad de cambiar la infraestructura actual. Podría ser, en consecuencia, una forma más económica y práctica de propiciar un cambio en torno a la matriz energética y de avanzar hacia un mayor uso de energías alternativas.
El equipo de ingenieros e investigadores ha empleado un microorganismo genéticamente modificado, conocido como Ralstonia eutropha H16, para producir isobutanol a partir de dióxido de carbono, mediante un electrobiorreactor. De esta forma, el combustible generado tiene como únicas fuentes al dióxido de carbono y la electricidad.
Para explicar el proceso desarrollado por los expertos de la UCLA es necesario recordar que la fotosíntesis es la conversión de energía luminosa en energía química, cuyo almacenamiento se produce en el azúcar. Hay dos facetas de la fotosíntesis: una reacción que requiere de la luz solar directa y una reacción en la oscuridad.
La reacción a la luz convierte la energía luminosa en energía química, mientras que la reacción en la oscuridad convierte el CO2 en azúcar, sin requerir la luz directa para producir el fenómeno. Los integrantes del grupo de investigación de la UCLA han sido capaces de separar la reacción a la luz de la reacción en la oscuridad, sin que sea necesario realizarlas al mismo tiempo.
De esta manera, en vez de utilizar la fotosíntesis biológica, los científicos han empleado paneles solares para convertir la luz solar en energía eléctrica y luego en un producto químico intermedio, utilizándolo para la fijación del dióxido de carbono que permita producir el combustible. Para los especialistas, este método podría ser más eficiente que el sistema biológico.
Según James Liao, uno de los responsables de la investigación, en lugar de utilizar hidrógeno como producto químico intermedio, que registra distintos problemas, se utiliza ácido fórmico. La electricidad es empleada para generar el ácido fórmico, y luego éste brinda el poder de fijación del CO2 en las bacterias en la oscuridad, para producir así el isobutanol. El uso de la electricidad y la bioconversión de CO2 presenta una amplia variedad de aplicaciones en productos químicos.
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