Científicos acaban de desarrollar una tecnología alimentada por energía solar que es capaz de convertir el dióxido de carbono y el agua en etanol y propanol, dos combustibles multicarbono capaces de añadirse directamente al motor de un coche.
Estos nuevos combustibles tienen una alta densidad energética, lo que los hace aptos para el almacenamiento y el transporte. Los investigadores de la Universidad de Cambridge aprovecharon el poder de la fotosíntesis para realizar esta conversión en un solo paso, lo que convierte este descubrimiento en un avance significativo en el desarrollo de fuentes de energía limpias y sostenibles.
Cómo las hojas artificiales producen combustible
El estudio realizado por la Universidad de Cambridge implica el desarrollo de una nueva tecnología para convertir la energía solar, el agua y el dióxido de carbono en combustibles líquidos, concretamente etanol y propanol. A diferencia de los combustibles fósiles, estos combustibles solares tienen cero emisiones netas de carbono.
Aunque aún se encuentra en fase de laboratorio, los investigadores afirman que su tecnología de hojas artificiales es un paso importante hacia la transición a una economía basada en los combustibles fósiles. El bioetanol, combustible fabricado a partir de material vegetal, es una opción más limpia que la gasolina.
La mayoría de los coches y camiones funcionan con gasolina que contiene hasta un 10% de etanol. Estados Unidos es el mayor productor mundial de bioetanol, y casi el 45% de todo el maíz cultivado en el país se destina a su producción. Es por esta razón que los biocombustibles como el etanol se encuentran constantemente como objetivo de discusión, pues sus cultivos ocupan grandes extensiones de tierra, que podrían utilizarse para la cosecha de alimentos.
La fotosíntesis de las hojas artificiales
Un grupo de investigación dirigido por el profesor Erwin Reisner ha estado desarrollando combustibles sostenibles y sin carbono inspirados en la fotosíntesis utilizando hojas artificiales. Durante varios años, se han centrado en la producción de syngas, una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono utilizada para generar muchos productos químicos diferentes. Sin embargo, para que esta tecnología fuera más práctica, tendría que ser capaz de producir directamente sustancias químicas más complejas en un solo paso, alimentadas por energía solar.
Un catalizador a base de cobre y paladio desarrollado recientemente permite a los investigadores producir directamente etanol y n-propanol, combustibles más limpios y con mayor densidad energética que su producto anterior, el syngas. Al optimizar el catalizador, los investigadores han conseguido que las hojas artificiales aprovechen la energía del sol y la conviertan directamente en estos alcoholes. El etanol y el n-propanol pueden almacenarse y transportarse fácilmente, lo que los convierte en soluciones potenciales para un sector del transporte más sostenible.
Un avance histórico en la producción de combustibles
Otros científicos fabricaron sustancias químicas similares utilizando energía eléctrica, pero el equipo de la Universidad de Cambridge es el primero que ha logrado una producción química tan compleja a través de hojas artificiales, utilizando únicamente la energía del sol.
Aunque es necesario aclarar que la versión actual aún se encuentra en la fase inicial de investigación, y que el equipo de investigadores pretende optimizar el dispositivo en cuanto a absorción de la luz solar y eficacia del catalizador para mejorar el proceso de conversión. Además, están estudiando la forma de hacer que el dispositivo sea escalable para producir combustible en grandes volúmenes.
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