Un equipo de investigadores de la Escuela de Ingeniería Molecular Pritzker de la Universidad de Chicago ha logrado un avance significativo en la conversión de dióxido de carbono (CO2) en combustibles limpios y productos químicos útiles con una eficiencia cercana al 100%. Este descubrimiento podría revolucionar la lucha contra el cambio climático, creando un ciclo de energía limpia que reduce las emisiones de gases de efecto invernadero.
Este avance aborda un desafío crucial señalado por la Agencia Internacional de Energía (AIE), que estima que las tecnologías de captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS) podrían reducir significativamente las emisiones globales de CO2 para 2050.
El dióxido de carbono, el principal gas de efecto invernadero responsable del 78% del cambio en el balance energético de la Tierra entre 1990 y 2022, es un subproducto de la quema de combustibles fósiles y algunas fuentes de energía renovable.
A través de un proceso llamado reducción electroquímica del dióxido de carbono (CO2R), el CO2 puede transformarse en combustibles y productos químicos limpios. Sin embargo, este proceso a menudo genera subproductos indeseados, como gas de hidrógeno y carbonatos, reduciendo su eficiencia.
El laboratorio Amanchukwu en la Escuela de Ingeniería Molecular Pritzker descubrió una manera de manipular las moléculas de agua para hacer que el proceso CO2R sea más eficiente.
Mediante el uso de disolventes orgánicos y aditivos ácidos, los investigadores lograron controlar el comportamiento del agua, asegurando que esta donara la cantidad correcta de protones para crear las moléculas deseadas sin producir subproductos no deseados.
«En la química general aprendemos que el dióxido de carbono reacciona con hidróxido para formar carbonato. Eso es indeseado porque agota la molécula que queremos valorizar,» explicó el profesor asistente Chibueze Amanchukwu.
Este nuevo método logró una eficiencia cercana al 100% en condiciones ligeramente ácidas, utilizando oro o zinc como catalizadores. Notablemente, el uso de zinc, un metal abundante en la Tierra, hace que este proceso sea más rentable para aplicaciones industriales, contribuyendo potencialmente al crecimiento del mercado global de captura y almacenamiento de carbono.
«Imagina que podemos tener electricidad verde de la energía solar y eólica, y luego usar esta electricidad para convertir cualquier dióxido de carbono de nuevo en combustibles,» comentó Reggie Gomes, primer autor del nuevo estudio.
