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| Un fotorreactor con una hoja artificial funcionando bajo irradiación solar. Crédito: Motiar Rahaman |
Investigadores de la Universidad de Cambridge han desarrollado una tecnología solar que reproduce el proceso de fotosíntesis para convertir el dióxido de carbono (CO2) y el agua en combustibles líquidos. Lo más destacado de la investigación es que estos combustibles pueden alimentar directamente el motor de un coche sin necesidad de modificaciones.
La tecnología aprovecha la fotosíntesis, el proceso natural por el que las plantas convierten la luz solar en alimento. Consigue replicar este proceso natural, utilizando la energía del Sol para convertir el CO2 y el agua en combustibles multicarbono - etanol y propanol - en un solo paso. Estos combustibles tienen una alta densidad energética y pueden almacenarse o transportarse fácilmente.
Los combustibles solares desarrollados por estos investigadores producen cero emisiones netas de carbono, son completamente renovables y, a diferencia de la mayoría de los bioetanoles, no desvían tierras agrícolas de la producción de alimentos.
El bioetanol se considera desde hace tiempo una alternativa más limpia a la gasolina, ya que se fabrica a partir de plantas y no de combustibles fósiles. Muchos coches y camiones circulan hoy con gasolina que contiene hasta un 10% de etanol. Estados Unidos es el mayor productor mundial de bioetanol: casi el 45% de todo el maíz cultivado en el país se destina a la producción de etanol, según el Departamento de Agricultura estadounidense.
El equipo de investigación de Cambridge ha estado desarrollando combustibles sostenibles con cero emisiones de carbono inspirados en la fotosíntesis utilizando hojas artificiales. Hasta ahora, estas hojas artificiales sólo han sido capaces de fabricar sustancias químicas sencillas, como syngas, una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono que se utiliza para producir combustibles, plásticos y fertilizantes. Sin embargo, tendría que ser capaz de producir directamente sustancias químicas más complejas en un solo paso alimentado por energía solar para que la tecnología fuera más práctica.
Ahora, la hoja artificial puede producir directamente etanol y propanol limpios sin necesidad del paso intermedio de producir gas de síntesis. Para ello, los investigadores desarrollaron un catalizador a base de cobre y paladio optimizado de forma que permitiera a la hoja artificial producir sustancias químicas más complejas, concretamente los alcoholes multicarbónicos etanol y n-propanol.
Investigadores de otros grupos han sido capaces de producir sustancias químicas similares utilizando energía eléctrica. Pero ésta es la primera vez que se producen sustancias químicas tan complejas con una hoja artificial utilizando únicamente la energía del Sol.
Aunque la tecnología está aún en fase de laboratorio, los investigadores afirman que sus "hojas artificiales" son un paso importante en la transición hacia una economía basada en los combustibles fósiles. El equipo está trabajando para optimizar los absorbedores de luz para que absorban mejor la luz solar y optimizar el catalizador para convertir más luz solar en combustible. También habrá que seguir trabajando para que el dispositivo sea escalable y pueda producir grandes volúmenes de combustible.
"Aunque todavía queda trabajo por hacer, hemos demostrado lo que estas hojas artificiales son capaces de hacer", afirma el profesor Erwin Reisner, que dirigió la investigación. "Es importante demostrar que podemos ir más allá de las moléculas más sencillas y fabricar cosas que sean directamente útiles a medida que nos alejamos de los combustibles fósiles".
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