Investigadores de la Universidad de Cambridge y la Universidad de California en Berkeley han desarrollado hojas artificiales capaces de convertir dióxido de carbono (CO2) en hidrocarburos útiles mediante la luz solar. Este innovador sistema imita la fotosíntesis de las plantas y promete ser una alternativa viable a los combustibles fósiles. Utilizando un material de alta eficiencia llamado perovskita y un catalizador de cobre en forma de “nanoflores”, este dispositivo puede transformar el CO2 en sustancias químicas valiosas sin generar emisiones adicionales.
Una alternativa sostenible a los combustibles fósiles
Los combustibles fósiles han sido durante décadas la principal fuente de energía y productos químicos industriales, pero su impacto ambiental ha generado la necesidad de alternativas sostenibles. El nuevo sistema desarrollado por Cambridge y Berkeley podría marcar un antes y un después en este campo.
Esta hoja artificial emplea un catalizador especial de nanoflores de cobre que permite generar hidrocarburos más complejos, como etano y etileno, compuestos esenciales para la fabricación de combustibles líquidos, plásticos y productos químicos industriales. A diferencia de otros métodos, este proceso no requiere altas temperaturas ni energía adicional, ya que se alimenta exclusivamente de luz solar, CO2 y agua.
Además de producir hidrocarburos, la reacción química de las hojas artificiales también genera sustancias como glicerato, lactato y formiato, con aplicaciones en la industria farmacéutica y cosmética. Este descubrimiento abre la puerta a la fabricación de productos químicos esenciales sin depender del petróleo, reduciendo así la huella de carbono y promoviendo una economía más sostenible.
Nanotecnología mejorar la eficiencia de las hojas artificiales
Uno de los principales desafíos en la conversión de CO2 en combustibles es la eficiencia del proceso. Para superar esta barrera, los científicos combinaron la perovskita con electrodos de nanocables de silicio, lo que mejora drásticamente la conversión del CO2 en hidrocarburos. Este sistema que usan las hojas artificiales es 200 veces más eficiente que tecnologías previas basadas en la división del agua y el CO2.
El equipo también descubrió que el glicerol, un subproducto de la industria química, puede actuar como un agente clave en la optimización de la reacción en las hojas artificiales. Normalmente considerado un residuo, el glicerol en este proceso no solo mejora la velocidad de conversión del CO2, sino que también permite un uso más eficiente de la energía solar.
A pesar de estos avances, la selectividad del proceso —es decir, la capacidad de transformar CO2 en hidrocarburos sin generar productos no deseados— aún se encuentra en un 10 %. Sin embargo, los investigadores confían en que, con mejoras en el diseño de los catalizadores, este porcentaje aumentará significativamente en los próximos años.
La creación de hojas artificiales que convierten el CO2 en hidrocarburos representa un gran paso hacia un futuro más sostenible. Este innovador sistema no solo permite reducir la dependencia de los combustibles fósiles, sino que también transforma un gas de efecto invernadero en productos químicos útiles para diversas industrias. Aunque todavía hay desafíos en términos de eficiencia y escalabilidad, esta tecnología podría jugar un papel clave en la lucha contra el cambio climático y la transición hacia una economía circular y neutra en carbono.
Referencia:
- Nature Catalysis/Perovskite-driven solar C2 hydrocarbon synthesis from CO2. Link.
