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Ciencia

Inventan un sistema para crear combustible, literalmente, del aire

Cada vez estamos más acostumbrados a los coches eléctricos, a los paneles solares y a las fuentes de energía, en general, más limpias. Sin embargo, medios de transporte más pesados como los aviones o los barcos -que actualmente contribuyen con un 8% del total de las emosiones de dióxido de carbono atribuidas a la actividad humana- aún necesitan de combustible basado en hidrocarburos, ya que aún no se han ideado sistemas de propulsión relamente eficientes. Ahora, todo esto podría dar un vuelco. Porque un grupo de investigadores suizos han inventado y probado un método para crear combustibles a partir de dióxido de carbono (CO2), agua y luz del sol. Es decir, a partir del aire. Los resultados acaban de publicarse en la revista ‘Nature’.

Existen energías alternativas menos famosas que otras ya tradicionales como la eólica o la solar, pero que nos pueden ser muy útiles a corto plazo, como el combustible sintético. Se trata de un carburante sin emisiones que se fabrica a partir de dióxido de carbono e hidrógeno. Y, en principio, nada más. Porque estos dos elementos combinados gracias al poder de la luz solar dan lugar a una cadena de hidrocarburo que pueden transformarse en carburantes aptos para motores de combustión como los de coches, camiones, aviones o barcos. Todo esto se conoce desde hace años; sin embargo, los científicos aún no han conseguido crear equipos eficientes que puedan explotar este filón.

Imitando a las plantas
Esto es lo que se propuso el equipo de Aldo Steinfeld, del laboratorio suizo ETH Zürich. En realidad, su sistema ‘reinventa’ el proceso natural de la fotosíntesis: las plantas absorben CO2 atmosférico y agua y, con la luz solar proporcionando la energía, convierten esas materias primas en moléculas orgánicas. Y así funciona el prototipo de Steinfeld, si bien el proceso se divide en tres etapas.

Al principio, el equipo absorbe CO2 y agua de la atmósfera y los almacena. En ese momento, entra en contacto con una roca basáltica, lo que absorbe el carbono no deseado -y que, con el paso del tiempo, se convertirá en sólido-. El segundo paso involucra la energía de la luz solar, que calienta un material llamado óxido de cerio que, cuando alcanza ciertas temperaturas, reacciona tanto con el CO2 como con el agua. La reacción con CO2 crea monóxido de carbono y a partir del agua se origina el hidrógeno. En ambos casos, el subproducto (o residuo) es oxígeno, que se ventila a la atmósfera sin un impacto negativo. Lo que resta -y que seguirá el proceso- es una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno, llamado gas de síntesis, y que se utiliza para fabricar muchas cosas como el diesel.

La última parte consiste en convertir el gas de síntesis en moléculas orgánicas. Para los hidrocarburos que componen el combustible de aviación, un químico industrial normalmente recurriría a lo que se conoce como el proceso Fischer-Tropsch, o el proceso químico para la producción de hidrocarburos líquidos como la gasolina, el queroseno o el gasoil. Pero el equipo de Steinfeld elige otro método que crea metanol en vez de los ya mencionados hidrocarburos.

«Hasta ahora se habían demostrado los pasos individuales del proceso de producción de combustible solar. Sin embargo, la implementación del sistema completo y optimizado en condiciones del mundo real ha sido un desafío», afirman los autores.

Creando metanol en el techo del laboratorio
El prototipo fue instalado en el techo del Edificio del Laboratorio de Máquinas del ETH. Este equipo ha producido, de media, 32 mililitros de metanol puro por cada siete horas de trabajo cada día, una cantidad bastante pequeña «pero que prueba que el sistema es viable», afirman. Un cálculo aproximado sugiere que, para sustituir todo el volumen de combustible actual (unos 414.000 millones de litros en 2019) por el sintético, serían necesarios 45.000 kilómetros cuadrados de tierra adecuadamente aislada. O, en términos que parecen menos espectaculares y costosos, aproximadamente el 0,5% del área del desierto del Sahara.

Sus creadores admiten que el coste de la inversión inicial en las primeras plantas «superaría al del queroseno fósil que debe reemplazar». Por ello, piden «apoyo de políticas para permitir el despliegue generalizado de estos combustibles que conduzcan a reducciones de contaminantes». Es decir, ayudas a la inversión para conseguir, a largo plazo, un nuevo combustible más limpio. Sin duda, nuevas alternativas para un nuevo mundo que las necesita.

Este artículo ha sido publicado originalmente en este sitio.

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