Los científicos chinos han creado un nuevo catalizador basado en nanopartículas de hierro capaz de convertir "para siempre" el dióxido de carbono y el hidrógeno ordinarios en una mezcla de hidrocarburos similar a la gasolina, según un artículo publicado en la revista Nature Communications.
“Durante los últimos 200 años, el carbón, el petróleo y el gas han sido los principales motores de nuestra civilización, la base de su desarrollo económico y social. La combustión de combustible ha provocado la liberación de una gran cantidad de CO2 a la atmósfera, lo que hoy está provocando un cambio climático negativo. Convertir CO2 en combustibles y productos químicos no solo nos ayudará a combatir el calentamiento, sino que también resolverá el problema del agotamiento de los recursos”, dijeron Jian Sun del Instituto de Física Química en Dalian, China, y sus colegas.
En los últimos años, los científicos han intentado activamente encontrar una forma de convertir el CO2 atmosférico en biocombustibles y otras sustancias útiles. Por ejemplo, en julio pasado, los físicos de Chicago diseñaron una célula solar que utiliza energía luminosa para descomponer el CO2 y producir monóxido de carbono e hidrógeno, y en octubre sus colegas del Laboratorio Nacional Oak Ridge crearon un catalizador que convierte el dióxido de carbono en alcohol regular.
En principio, ambos ya se pueden utilizar para el almacenamiento de energía, pero estos catalizadores tienen dos inconvenientes principales. Fallan rápidamente y requieren limpieza después de varias decenas de horas de funcionamiento, y también liberan muchos subproductos.
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Sun y su equipo resolvieron ambos problemas: su catalizador convierte prácticamente todo el dióxido de carbono en hidrocarburos que forman la base de la gasolina y otros combustibles de alto octanaje, mientras opera al menos 1000 horas (un mes y medio) en condiciones industriales "normales".
Consta de dos componentes: nanopartículas de un compuesto de óxido de hierro y sodio, así como las llamadas zeolitas. Las zeolitas son nanopartículas huecas de silicato de aluminio, que se utilizan ampliamente hoy en día para la purificación de agua y para "empaquetar" varios catalizadores, cuya entrada de moléculas en las zeolitas cambia notablemente sus propiedades y, a menudo, las hace comportarse de manera mucho más activa que en forma libre.
Como señalan los científicos, cada componente juega un papel diferente en este caso: las nanopartículas de hierro "rompen" las moléculas de dióxido de carbono y las fuerzan a combinarse con átomos de hidrógeno, y las zeolitas y sus rellenos contribuyen a la unificación de esos "productos semiacabados" en largas cadenas de hidrocarburos.
La combinación de estos componentes, según los químicos chinos, hace posible lograr la "eternidad" real de tal catalizador. Su efectividad, como señalaron los científicos, disminuyó solo un 6% en las primeras 300 horas de funcionamiento y luego no cambió, lo que indica que es estable y permanecerá en esta forma mucho más de 1000 horas. Además, el 96% del dióxido de carbono se convierte en un análogo de la gasolina y solo el 4% del CO2 se convierte en metano.
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Además, el "ramo" de hidrocarburos se puede cambiar de manera flexible aumentando o disminuyendo la proporción de hidrógeno y CO2 en la mezcla y variando el tipo de zeolita que se utiliza como "empaque" para las nanopartículas de hierro. Al utilizar paneles solares como fuente de energía para calentar esta mezcla de gases y bombearla a través de un catalizador, es posible almacenar de manera eficiente y bastante económica la energía solar en forma de combustible común para todos, sin causar daños al medio ambiente, concluyen Sun y sus colegas.
