Conversión eficiente de dióxido de carbono a etileno

El exceso de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera terrestre, producido por actividades humanas, es el principal culpable del actual calentamiento global. Atraparlo a su salida de las chimeneas de fábricas y otras grandes fuentes emisoras antropogénicas es un modo de impedir que siga aumentando la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera. Un modo de amortizar el coste de los sistemas para atrapar ese CO2 es aprovecharlo para producir materias primas con suficiente valor industrial, por ejemplo etileno, un ingrediente importante para elaborar productos de plástico y que también se usa en anticongelantes, revestimientos de viviendas y sistemas de desinfección médica.

Los métodos disponibles hasta ahora para producir etileno a partir de CO2 han arrastrado muchos inconvenientes. Un nuevo método ha conseguido alcanzar una eficiencia incomparable.

El logro es obra del equipo de Meenesh Singh, de la Universidad de Illinois en Chicago (UIC), Estados Unidos.

A diferencia de otros métodos previos, el de la UIC es el primero en lograr una utilización de casi el 100% del dióxido de carbono para producir hidrocarburos. El nuevo sistema utiliza la electrólisis para transformar el gas de dióxido de carbono capturado en etileno de alta pureza, con el oxígeno y otros combustibles basados en el carbono como subproductos.

El proceso puede convertir hasta 6 toneladas de dióxido de carbono en 1 tonelada de etileno, reciclando casi todo el dióxido de carbono capturado. Como el sistema funciona con electricidad, el uso de energía limpia y renovable puede hacer que el proceso sea negativo en carbono, o sea capaz de eliminar más dióxido de carbono que el que pueda producir.

Ilustración artística sobre una parte del proceso usado para obtener etileno a partir del dióxido de carbono, energizado mediante energía solar. (Imagen: Meenesh Singh)

Los procesos anteriores para convertir el dióxido de carbono en etileno se han basado en reactores que producen etileno dentro de la corriente de emisión de dióxido de carbono de la fuente. En estos casos, solo un 10% de las emisiones de CO2 se aprovecha para producir etileno. Posteriormente, el etileno debe separarse del dióxido de carbono en un paso que requiere mucha energía y en el que suelen intervenir combustibles fósiles.

El etileno suele elaborarse en un proceso que requiere enormes cantidades de calor. Este proceso genera unas 1,5 toneladas de emisiones de carbono por cada tonelada de etileno creada. De media, los fabricantes producen unos 160 millones de toneladas de etileno al año, lo que supone más de 260 millones de toneladas de dióxido de carbono emitidas a la atmósfera en el mundo.

Singh y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo método en la revista académica Cell Reports Physical Science, bajo el título “CO2-free high-purity ethylene from electroreduction of CO2 with 4% solar-to-ethylene and 10% solar-to-carbon efficiencies”. (Fuente: NCYT de Amazings)