El nuevo método 1000 veces más eficiente para crear gasolina a partir de CO₂

Podría pensarse que la ciencia y tecnología asociada a la producción de combustibles fósiles ya es cosa del pasado en una época en la que ambos sectores se están centrando en las energías renovables.

Sin embargo, hay quienes siguen pensando que el futuro pasa también por los combustibles sintéticos o sostenibles y un grupo de científicos de la Universidad de Stanford están entre ellos.

El rutenio es un raro metal de transición perteneciente al grupo 8

Hablamos de Matteo Cargnello y su equipo, que trabajan en convertir el carbono capturado de la atmósfera en productos químicos útiles, como por ejemplo el propano, el butano y otros combustibles de hidrocarburos.

«Podemos crear gasolina, básicamente», afirma Cargnello, profesor asistente de ingeniería química. «Para capturar la mayor cantidad de carbono posible, se quieren los hidrocarburos de cadena más larga. Las cadenas provistas de ocho a 12 átomos de carbono serían lo ideal».

Un nuevo catalizador

Pero la clave de este proceso que afirman en 1000 veces más eficientes está en un catalizador diferente al habitual. Y también mucho más barato. Y es que, durante los experimentos, produjo 1000 veces más butano, el hidrocarburo más largo que podría producir bajo su presión máxima, que el catalizador estándar dadas las mismas cantidades de dióxido de carbono, hidrógeno, catalizador, presión, calor y tiempo.

Se trata de un catalizador compuesto por rutenio recubierto de una fina capa de plástico. El rutenio es un raro metal de transición perteneciente al grupo 8 que suele encontrarse en las minas de platino y, como cualquier catalizador, acelera las reacciones químicas sin agotarse en el proceso. Pero el rutenio, además, tiene la ventaja de ser menos costoso que otros catalizadores de alta calidad, como el paladio y el platino.

Este logro ha llevado siete años de trabajo, pero el nuevo catalizador únicamente necesita reactores con mayor capacidad de presión para producir todos los hidrocarburos de cadena larga.

El polímero

Cargnello y otros investigadores que trabajan para hacer combustibles líquidos a partir del carbono capturado imaginan un ciclo neutro en carbono en el que el dióxido de carbono (CO₂) se recolecta, se convierte en combustible, se quema nuevamente y el CO₂ resultante comienza el ciclo de nuevo.

La clave del notable aumento de la reactividad es esa capa de plástico poroso situada en el rutenio, explicó el estudiante principal Chengshuang Zhou, candidato a doctorado en el laboratorio de Cargnello, quien realizó la búsqueda y experimentación necesarias para refinar el nuevo recubrimiento.

Un catalizador no recubierto «funciona bien», dijo, pero «sólo produce metano, el hidrocarburo de cadena más corta», que tiene un único átomo de carbono unido a cuatro hidrógenos. «No es realmente una cadena en absoluto».

«Un catalizador no recubierto se cubre con demasiado hidrógeno en su superficie, lo que limita la capacidad del carbono para encontrar otros carbonos con los que unirse», dijo Zhou. «El polímero poroso controla la relación carbono-hidrógeno y nos permite crear cadenas de carbono más largas a partir de las mismas reacciones. Esta interacción particular y crucial se demostró utilizando técnicas de sincrotrón en el Laboratorio Nacional SLAC en colaboración con el equipo del Dr. Simon Bare, quien dirige Co-Access allí».

Si bien los hidrocarburos de cadena larga son un uso innovador del carbono capturado, no son perfectos, reconoce Cargnello. También está trabajando en otros catalizadores y procesos similares que convierten el CO₂ en valiosos productos químicos industriales, como las olefinas utilizadas para fabricar plásticos, metanol y el santo grial, el etanol, todos los cuales pueden secuestrar carbono sin devolver el CO₂ a la atmósfera.

«Si podemos hacer olefinas a partir de CO₂ para hacer plásticos», señaló Cargnello, «lo habremos secuestrado en un sólido almacenable a largo plazo. Eso sería un gran avance», concluyó.

Fuente: Stanford UniversityFotos: Wikipedia | Stanford University