Medioambiente

Convertir dióxido de carbono y agua en combustibles

Publicado

hace 2 semanas atrás.

14/03/2023

por

Convertir dióxido de carbono y agua en combustibles. Esta iniciativa de investigación de fotosíntesis artificial es una de las más grandes financiadas por la Comisión Europea. Y consiste en un dispositivo autónomo capaz de convertir dióxido de carbono (CO₂) y agua (H2O) en combustibles mediante el uso de luz solar. De forma similar a cómo realizan la fotosíntesis las plantas.

La innovadora célula que ha desarrollado el equipo proporciona una eficiencia de conversión solar a combustible de más del 10 %. Alcanzando densidades de corriente récord en el mundo sin usar materiales críticos. Esto demuestra que la sostenibilidad y la alta productividad también se pueden lograr con materiales escalables y de bajo coste. Según explican los investigadores.

Instrumentos utilizados para la investigación. / ICIQ

Produciendo hidrógeno

Además, introducen el nuevo concepto de producir hidrógeno (H2). Y un elemento o ‘formato’ para almacenarlo simultáneamente. Siendo este último empleado para luego generarlo en ausencia de luz solar. Esta solución permite por primera vez una producción continua (24/7) de hidrógeno mediante un dispositivo de hoja artificial.

«A-LEAF fue un proyecto verdaderamente interesante y desafiante. Y terminar con un prototipo altamente eficiente ha sido la guinda del pastel». Estas fueron afirmaciones del profesor Javier Pérez-Ramírez del ETH en Zúrich.

Dispositivo de hoja artificial

Este enfoque se validó en una arquitectura compacta de celda de flujo electroquímico. Con electrodos basados en cobre y azufre (Cu-S) y óxido de níquel, hierro y zinc (Ni-Fe-Zn, para la reducción de protones y CO₂ y las reacciones de evolución de oxígeno, respectivamente) soportados en electrodos de difusión de gas. Todo ello integrado con un módulo fotovoltaico de silicio de bajo coste.

La célula funciona a una densidad de corriente de alrededor de 17 miliamperio por centímetro cuadrado (mA cm−2) y un voltaje de 2,5 voltios (estable durante más de 24 horas. Y durante las operaciones de encendido y apagado), proporcionando una productividad de formato superior a 190 micromoles por metro cuadrado por segundo (μmol h−1 cm−2).

A por la viabilidad industrial

Los resultados de este estudio allanan el camino hacia la implementación de sistemas asequibles de hoja artificial en el escenario energético futuro. Brindando una solución sostenible al gran desafío de lograr la transición energética. Y de transformar el actual modelo centralizado en uno distribuido.

“Este es el primer ejemplo de una hoja artificial con un orden de magnitud de eficiencia superior a la hoja natural. Este gran paso no hubiera sido posible sin la estrecha interacción y colaboración de muchos centros de investigación con competencias multidisciplinares. Ahora estamos buscando implementar el próximo paso para realizar un prototipo a gran escala. con el fin de demostrar la viabilidad industrial”. Esto lo ha explicado la profesora Siglinda Perathoner de la Università degli Studi di Messina (Italia).

Convertir dióxido de carbono y agua en combustibles

La tecnología A-leaf está lista para una mayor escala y optimización. Con el objetivo final de construir un árbol artificial, apoyando así el sueño de un futuro sostenible. Todo ello según los autores, que publican su estudio en Energy & Environmental Sciences.

“Más allá de los números de productividad, nuestro mayor éxito fue reunir un equipo europeo de líderes mundiales en sus diferentes campos de investigación para trabajar juntos con un objetivo común. Demostrar que una hoja artificial también puede funcionar. Cuando se construye exclusivamente con materiales asequibles. Ofreciendo un rendimiento récord en esta tecnología puntera”. Fue la conclusion de Galán-Mascarós. Convertir dióxido de carbono y agua en combustibles.