La ‘hoja artificial’ creada en la Universidad de Cambridge (Reino Unido) produce 'gas de síntesis’ (syngas), componente básico para producir combustibles líquidos y se inspira en el proceso de la fotosíntesis, mediante el cual las plantas usan la luz solar para convertir el CO2 en su alimento.
“Los primeros prototipos de esta ‘hoja artificial’ podrían ensamblarse sobre el techo de un edificio próximamente, y la producción sostenible de 'syngas' mediante este sistema requeriría al menos un par de décadas más”, adelanta el investigador Virgil Andrei, coautor de la investigación.
"Este dispositivo produce el 'syngas' sin liberar CO2 adicional a la atmósfera, y funciona incluso con bajos niveles de luz solar, por lo puede usarse desde el amanecer hasta el anochecer, en cualquier parte del mundo, durante todo el año", asegura Andrei.
Esta "hoja artificial" funciona de un modo similar a las láminas verdes que “visten” a las plantas, y que funciona de un modo neutral en carbono, es decir liberando tanto dióxido de carbono (CO2) como el que extrae del ambiente, podría volver obsoletos a los combustibles fósiles a mediados del siglo XXI.
El dispositivo permite producir de manera directa, sencilla y sostenible para el medioambiente un gas de síntesis o ‘syngas’, una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono, según los investigadores de la Universidad de Cambridge (UoC) que desarrollan esta tecnología en el Reino Unido.
Apuntan que el ‘syngas’ se usa como componente básico para producir una variedad de combustibles líquidos, productos farmacéuticos, plásticos y fertilizantes.
En vez de funcionar con combustibles como el carbón, el gas natural o el petróleo, la ‘hoja artificial’ es alimentada por la luz solar, e incluso funciona eficientemente en los días nublados y, a diferencia de los procesos industriales actuales, para producir ‘syngas’ no se libera CO2 adicional a la atmósfera, informan desde esta universidad británica.
“Los primeros prototipos de ‘hoja artificial’ podrían ensamblarse sobre el techo de un edificio próximamente y la producción sostenible de 'syngas' mediante este sistema requeriría, al menos, un par de décadas más”, adelanta el Virgil Andrei, primer autor de esta investigación.
Producir el syngas de manera sostenible sería un paso crítico para cerrar el ciclo global del carbono y establecer una industria química y de combustible sostenible
Desde los prototipos a la escala industrial
“Durante este período, la tecnología se implementaría gradualmente desde ‘aplicaciones de nicho’ (muy concretas) hasta llegar a la escala industrial, requiriendo fondos económicos sustanciales e instalaciones de investigación para poder ingresar al mercado de energía existente”, apunta Andrei.
“Puede que no hayas oído hablar del ‘syngas’, pero a diario consumes productos creados con este gas. Ser capaces de producirlo de manera sostenible sería un paso crítico para cerrar el ciclo global del carbono y establecer una industria química y de combustible sostenible", señala el autor principal, el profesor Erwin Reisner, del Departamento de Química de Cambridge.
El dispositivo que fabricaron Reisner y su equipo se inspira en la fotosíntesis, el proceso natural mediante el cual las plantas usan la energía de la luz solar para convertir el CO2 en su alimento.
En la ‘hoja artificial’, dos elementos absorbentes de luz, similares a las moléculas de los vegetales que cosechan la luz solar, se combinan con un catalizador (componente que altera la velocidad de una reacción química) hecho de cobalto, un elemento naturalmente abundante, según Reisner.
Explica que cuando la ‘hoja artificial’ se sumerge en agua, uno de los absorbentes de luz utiliza el catalizador para producir oxígeno, mientras que el otro efectúa la reacción química que transforma el CO2 y el agua en monóxido de carbono e hidrógeno, formando la mezcla de gas de síntesis o ‘syngas’.
En todo el mundo durante todo el año
Como una ventaja adicional, los investigadores descubrieron que sus absorbentes de luz funcionan incluso con bajos niveles de luz solar, los que existen durante un día lluvioso o nublado.
"Esto significa que esta tecnología no está limitada a usarse solo en los países cálidos o a operar exclusivamente durante los meses de verano. Se puede usar desde el amanecer hasta el anochecer, en cualquier parte del mundo", señala Virgil Andrei.
"Otros centros de investigación han desarrollado otras ‘hojas artificiales’, pero generalmente solo producen hidrógeno", asegura Reisner, explicando que en Cambridge han logrado producir el ‘syngas’ de manera sostenible al combinar absorbentes de luz de perovskita de última generación con el uso de cobalto como catalizador molecular, entre otros avances.
Para Reisner el desarrollo de la gasolina sintética es vital, ya que la electricidad actualmente solo puede satisfacer alrededor del 25 por ciento de nuestra demanda total de energía global, y “existe una gran demanda de combustibles líquidos para propulsar los transportes pesados, marítimos y aéreos de manera sostenible".
La investigación se efectúa en el Laboratorio Christian Doppler del Departamento de Química de Cambridge y la cofinancian el gobierno austriaco y la empresa petroquímica austríaca OMV.