Conversión eficiente de dióxido de carbono en combustible líquido gracias a un nuevo catalizador

Los catalizadores aceleran las reacciones químicas y son la clave para hacer viables muchos procesos industriales. Por ejemplo, son esenciales en la transformación de materias primas en gasolina o en combustible para aviones a reacción. Hoy en día, los catalizadores se utilizan en más del 80 por ciento de todos los productos manufacturados.

Un equipo de investigación, dirigido por científicos del Laboratorio Nacional de Argonne y la Universidad del Norte de Illinois, ambas instituciones en Estados Unidos, ha descubierto un nuevo catalizador, específicamente un electrocatalizador, que convierte el dióxido de carbono (CO2) junto con agua en etanol con una eficiencia energética muy alta, una gran selectividad para el producto final deseado y un bajo costo. El etanol es un producto muy útil porque es un ingrediente en casi toda la gasolina en países como Estados Unidos y se utiliza ampliamente como producto intermedio en las industrias química, farmacéutica y cosmética.

Tal como destaca Di-Jia Liu, del equipo de investigación, el proceso resultante del uso del nuevo catalizador contribuiría a la economía circular del carbono, que implica la reutilización del dióxido de carbono de tal modo que la cantidad total existente nunca aumente.

El proceso basado en el nuevo catalizador funciona convirtiendo electroquímicamente el CO2 emitido por los procesos industriales, como las centrales eléctricas de combustibles fósiles, en productos valiosos a un coste razonable.

Representación artística del proceso electrocatalítico para la conversión de dióxido de carbono y agua en etanol. (Imagen: Argonne National Laboratory)

El nuevo catalizador se caracteriza por la presencia de cobre dispersado atómicamente en un soporte de polvo de carbono. Mediante una reacción electroquímica, este catalizador descompone las moléculas de CO2 y de agua y las vuelve a ensamblar selectivamente en etanol bajo un campo eléctrico externo. La selectividad electrocatalítica del proceso es de más del 90 por ciento, mucho más alta que la de cualquier otro proceso de este tipo del que se tenga noticia. Es más, el catalizador funciona de forma estable durante un uso prolongado, a bajo voltaje.

"Hemos preparado varios catalizadores nuevos usando este enfoque y hemos comprobado que todos ellos son altamente eficientes en la conversión de CO2 a otros hidrocarburos", explica Liu. "Planeamos continuar esta investigación en colaboración con la industria para avanzar en esta prometedora tecnología". (Fuente: NCYT de Amazings)