Luz solar, el agua y el dióxido de carbono se puede tranformar en combustible limpio
Según un grupo de químicos de Cambridge, “es una tecnología prometedora para reducir los crecientes niveles de CO2 atmosférico y aliviar la dependencia a los combustibles fósiles”.
Por Roberto Andrés para Sustentartv
“Esperamos que esta tecnología
allane el camino hacia una producción de combustible solar sostenible y
práctica”, señala un grupo de químicos de la Universidad de Cambridge, Reino
Unido, quienes han desarrollado un dispositivo que transforma la luz del sol,
el dióxido de carbono (CO2) y el agua en combustible de carbono neutro, sin la
ayuda de electricidad ni componentes adicionales, de una forma similar a cómo
las plantas realizan la fotosíntesis.
“Aquí presentamos una lámina
de fotocatalizador que convierte dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) en
formatio (HCOO‒) y oxígeno (O2), como una tecnología potencialmente escalable
para la utilización de dióxido de carbono (CO2)”, señalan los especialistas en
un estudio publicado en Nature Energy. “Esta tecnología integra absorbentes de
luz de titanato de estroncio (SrTiO3) dopado con lantano (La) y rodio (Rh), y vanadato
de bismuto (BiVO4) dopado con molibdeno (Mo), modificados por catalizadores fosfonados
de Co (ii) bis (terpiridina) y dióxido de rutenio (RuO2) en una capa de oro”.
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Según los autores, “este
hallazgo supera el obstáculo de los fotocatalizadores híbridos que requieren
reactivos de sacrificio en construcciones de CO2RR fotocatalíticas y
proporciona un impulso para estudiar otros catalizadores moleculares para la
producción de combustible solar a través de la fotosíntesis artificial en una
arquitectura de hoja de fotocatalizador de esquema Z de este tipo”.
El estudio, titulado Molecularly
engineered photocatalyst sheet for scalable solar formate production from
carbon dioxide and water y publicado en Nature Energy este 24 de agosto,
estuvo a cargo de Qian Wang, Julien Warnan, Santiago Rodríguez-Jiménez, Jane J.
Leung, Shafeer Kalathil, Virgil Andrei y Erwin Reisner del Departamento de Química
de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, y de Kazunari Domen, de la
Universidad de Tokyo, Japón.
La recolección de energía solar para convertir el dióxido de carbono (CO2) en combustible químico es una tecnología prometedora para reducir los crecientes niveles de CO2 atmosférico y aliviar la dependencia a los combustibles fósiles.
Sin embargo, el ensamblaje
de sistemas eficientes y firmes para la fotoconversión selectiva de CO2 sin
reactivos de sacrificio y sesgo externo sigue siendo un desafío.
“El dispositivo monolítico
proporciona una eficiencia de conversión de solar a formatio de 0,08 ± 0,01 %
con una selectividad para el formato de 97 ± 3 %. Como el dispositivo funciona
de forma inalámbrica y utiliza agua como donante de electrones, ofrece una
estrategia versátil hacia la reducción de CO2 escalable y sostenible mediante
el uso de fotocatalizadores híbridos de base molecular”.
El aparato inalámbrico y
autónomo actual combina la producción de formiato con la oxidación del agua
utilizando la luz como única fuente de energía, lo cual es una rareza en el
campo de la conversión inalámbrica de CO2. También muestra una alta estabilidad
durante la reacción fotosintética sin reactivos de sacrificio y permite la
escalabilidad de la actividad fotocatalítica.
“Aunque aquí nos enfocamos en
la producción de ácido fórmico, un combustible prometedor y portador de dihidrógeno
(H2)”, señalan los autores, “la simplicidad del proceso de ensamblaje para
inmovilizar catalizadores moleculares en la hoja de fotocatalizador permite la
exploración de una amplia gama de catalizadores para diversas reacciones y
productos fotosintéticos en el futuro”.
“Almacenar combustibles gaseosos y separar los subproductos puede ser complicado. Queremos llegar a ser capaces de producir limpiamente un combustible líquido que además pueda ser fácilmente almacenado y transportado”, señala Erwin Reisner, autor principal. “Esperamos que esta tecnología allane el camino hacia una producción de combustible solar sostenible y práctica”.