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Mitos y Leyendas

Hoja Artificial Convierte el Dióxido de Carbono Atmosférico en Combustible

Una hoja artificial convierte el dióxido de carbono atmosférico en combustible

 No hay duda de que el cambio climático es un problema muy grave y que empeora. Según un informe reciente del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), incluso si todas las naciones industrializadas del mundo se convirtieran en carbono neutral de la noche a la mañana, el problema continuaría empeorando. En resumen, no es suficiente dejar de bombear megatones de CO2 a la atmósfera; También tenemos que comenzar a eliminar lo que ya hemos puesto allí.

Aquí es donde entra en juego la técnica conocida como captura de carbono (o eliminación de carbono). Siguiendo el ejemplo de la naturaleza, un equipo internacional de investigadores de la Universidad de Waterloo, Ontario, ha creado una “hoja artificial” que imita las capacidades de depuración de carbono de la realidad. Pero en lugar de convertir el CO2 atmosférico en una fuente de combustible para sí mismo, la hoja lo convierte en un combustible alternativo útil.

La investigación del equipo se describió en un artículo que apareció recientemente en la revista Nature Energy . El equipo fue dirigido por Yimin A. Wu, investigador del Centro de Materiales a Nanoescala del Laboratorio Nacional de Argonne (ANL) en Illinois y profesor de ingeniería del Instituto de Nanotecnología de Waterloo (WIN). Se le unieron investigadores de ambas instituciones, así como la Universidad Estatal de California (Northridge) y la Universidad de la Ciudad de Hong Kong.

En la naturaleza, las plantas verdes convierten el CO2 atmosférico y el agua en glucosa y oxígeno a través del proceso de fotosíntesis. Esto es posible gracias al pigmento clorofila, que absorbe la luz del Sol en múltiples longitudes de onda (azul violeta y rojo anaranjado) para impulsar las reacciones químicas. Luego, las plantas usan la glucosa como fuente de combustible, mientras se libera el gas oxígeno.

Como explicó Wu , él y su equipo utilizaron la misma idea para diseñar su hoja artificial, que se basa en un proceso muy similar pero produce diferentes productos finales. “Lo llamamos una hoja artificial porque imita las hojas reales y el proceso de fotosíntesis”, dijo. “Una hoja produce glucosa y oxígeno. Producimos metanol y oxígeno”.

La clave del proceso en el que Wu y sus colegas han estado trabajando desde 2015, es el óxido cuproso, un polvo rojo barato que está diseñado químicamente para tener la mayor cantidad posible de partículas de ocho lados. Este polvo es creado por una reacción química cuando se agrega glucosa, acetato de cobre, hidróxido de sodio y dodecil sulfato de sodio al agua que se ha calentado a una temperatura específica.

Hoja Artificial
Tiempo de Reacción

Este polvo luego se agrega al agua donde sirve como catalizador a medida que se bombea dióxido de carbono y un simulador solar ilumina un haz de luz blanca en la solución. La reacción química resultante produce gas oxígeno a través de la fotosíntesis, mientras que el CO2 , agua, y solución de polvo se convierten en metanol. Como el metanol tiene un punto de ebullición más bajo que el agua, la solución se calienta y el metanol se recoge a medida que se evapora.

Este proceso refleja una investigación similar que se está llevando a cabo en la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, donde los investigadores han desarrollado un dispositivo que utiliza la fotosíntesis producida por la luz solar y los absorbedores de luz de cobalto para convertir el agua y el gas CO2 en gas de síntesis. Esta sustancia está hecha de una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono y se usa en la fabricación de combustibles alternativos, productos farmacéuticos, plásticos y fertilizantes.

También es similar al concepto de “árbol artificial” desarrollado por Klaus Lackner, director del Centro Lenfest para la Energía Sostenible de la Universidad de Columbia. Años atrás, Lackner propuso un método en el que “árboles” con hojas de plástico revestidas con resina se podrían eliminar tanto como 100 veces más CO 2 desde el aire como árboles naturales. Una vez que las hojas han absorbido tanto dióxido de carbono como pueden, se colocan en agua para crear biocombustibles.

Un proceso como este es emocionante por dos razones. En primer lugar, eliminar el dióxido de carbono (el principal contribuyente al calentamiento global) de la atmósfera ayudará a frenar el cambio climático. En segundo lugar, los combustibles alternativos resultantes permitirán que las personas continúen confiando en automóviles no eléctricos, lo que nos dará más tiempo para hacer la transición a una vida neutral en carbono. O como Wu le dijo a Universe Today por correo electrónico:

“Se espera que esta tecnología reduzca las emisiones de CO2 de las compañías petroleras, automotrices y siderúrgicas. También puede proporcionar combustibles limpios y sostenibles, metanol, para vehículos y aviones. El metanol también es una materia prima en la industria química para fabricar plásticos y fibras . Esto proporciona una solución para reducir las emisiones de CO2 y producir combustibles sostenibles para la economía verde “.

En el futuro, se tomarán medidas adicionales para aumentar el rendimiento de metanol y comercializar el proceso patentado para que pueda usarse con fines industriales. “Estoy emocionado muy acerca del potencial de este descubrimiento a cambiar el juego”, Adde d Wu. “El cambio climático es un problema urgente y podemos ayudar a reducir las emisiones de CO2 y al mismo tiempo crear un combustible alternativo”.