Tecnología contra el cambio climático: eliminar CO2 con la luz solar

Mientras vamos reduciendo nuestras emisiones de dióxido de carbono para cumplir con el Acuerdo de París, una de las alternativas consiste en desarrollar tecnologías contra el cambio climático basadas en la eliminación del CO₂ existente. Existen numerosas estrategias, desde la mineralización de CO₂ hasta el uso de hidrógeno verde, es decir, producido por medio de energías renovables.

Principales estrategias y tecnologías contra el cambio climático

En la actualidad, estas serían algunas de las estrategias empleadas en la mitigación del calentamiento global:

1. Biocombustibles
2. Captura de CO₂ atmosférico
3. Regeneración ecológica
4. Energías renovables
5. Alcalinización oceánica

Como se puede ver, los mayores esfuerzos se centran en el uso de energías alternativas y métodos de captura de dióxido de carbono. La captura de dióxido de carbono puede llevarse a cabo de dos maneras. En primer lugar, por medios directos, es decir, utilizando procesos industriales como la mineralización o interviniendo en los mares con técnicas de alcalinización. Los océanos se están acidificando, de modo que si se utilizasen compuestos alcalinos como el hidróxido de calcio se podría revertir la tendencia y mejorar su capacidad de absorción de CO₂. El otro enfoque, de índole indirecta, implica recuperar ecosistemas y suelos, tanto por medio de la reforestación como de una agricultura regenerativa que fomente la biodiversidad.   

Las recientes conclusiones del panel del IPCC, que confirman el origen humano del calentamiento global y el escaso tiempo que queda para contener el aumento de las temperaturas, muestran la necesidad de un cambio en los modelos energéticos, aunque con el uso de nuevas soluciones tecnológicas para acelerar la reducción del dióxido de carbono atmosférico.

Eliminar CO₂ por medio de luz solar

Una de las últimas tecnologías en la lucha contra el cambio climático procede del campo de los fotocatalizadores. En lugar de recurrir a métodos como la captura de dióxido de carbono, el objetivo es desintegrar los gases existentes o transformarlos en otros productos, ya sea combustibles o incluso fertilizantes.

Los fotocatalizadores han sido objeto de estudio durante años, pero su escasa eficiencia los hacía inviables como alternativa a gran escala para la reducción del dióxido de carbono. Por suerte, esta tecnología contra el cambio climático cuenta ahora con nuevos materiales como los MOF o la nanotecnología, que podría convertirla en un contendiente de primera línea en la descarbonización de la economía.

Conversión de CO₂ en monóxido de carbono

En el Instituto Tecnológico de Nagoya en Japón están explorando un fotocatalizador mucho más eficiente que los conocidos hasta la fecha para la eliminación del dióxido de carbono.

Su investigación, publicada en la revista científica Nature, se concentra en el uso de yodato de plata. Hasta ahora, este material requería mucha más energía que la producida por la luz visible, que constituye la mayor parte de la radiación solar. Si bien se había intentado combinarlo con yoduro de plata para mejorar su eficiencia, los procesos de producción industrial seguían siendo inviables.

La solución propuesta por los científicos japoneses recurre al uso de nanotubos de carbono junto con los dos compuestos ya mencionados. En los experimentos de laboratorio, el fotocatalizador logra convertir el dióxido de carbono en monóxido de carbono.

La producción del nuevo composite es escalable y, según sus inventores, puede reducir las emisiones industriales, así como el CO₂ atmosférico, sirviéndose únicamente de una energía renovable como la luz solar. Quién sabe si los edificios del futuro incorporarán una capa de pintura capaz de “devorar” gases de efecto invernadero.  

Conversión de CO₂ en combustible

Otra aplicación de los fotocatalizadores es su uso en la producción de combustibles. En este caso, se trataría de gas metano. En el fondo, los fotocatalizadores para procesar dióxido de carbono no son más que réplicas del proceso de fotosíntesis, tal como apuntan los desarrolladores de esta tecnología.

Liderado por la Universidad de Hong Kong, este proyecto ha recurrido a los llamados MOF, esto es, materiales metal-orgánicos. Los experimentos llevados a cabo hasta ahora en este campo utilizaban óxido de cobre, que planteaba retos en su escalabilidad industrial y una rápida degradación ambiental. Así, los investigadores han aplicado una cobertura de MOF que no solo convierte el CO₂ en metano de forma estable, sino que duplica la eficiencia en el proceso.

El metano se considera un combustible verde, de modo que en el futuro sería posible que la industria cubra parte de sus necesidades energéticas aprovechando sus propias emisiones de CO₂. Este sería otro ejemplo de la conocida como que busca el residuo cero en las cadenas de producción y consumo.

En resumen, los fotocatalizadores son una prometedora tecnología contra el cambio climático y podrían ser clave incluso en la producción del llamado , una de las energías renovables del futuro.

Fuentes: Technology.org, Eurekalert, https://pv-magazine-usa.com/2021/08/13/new-class-of-photocatalyst-has-implications-for-hydrogen-fuel-production/