La economía global aún depende de las fuentes de carbono fósil del petróleo, el gas natural y el carbón, no solo para producir combustible, sino también como materia prima utilizada por la industria química para fabricar plásticos e innumerables compuestos químicos. Aunque se han realizado esfuerzoshecho durante algún tiempo para encontrar formas de fabricar combustibles líquidos y productos químicos a partir de recursos alternativos y sostenibles, estos aún no han progresado más allá de las aplicaciones de nicho.
Los científicos de ETH Zurich se han asociado con la compañía francesa de petróleo y gas Total para desarrollar una nueva tecnología que convierta eficientemente el CO 2 e hidrógeno directamente en metanol. El metanol se considera un producto básico o químico a granel. Es posible convertirlo en combustibles y en una amplia variedad de productos químicos, incluidos los que actualmente se basan principalmente en recursos fósiles. Además, el metanol mismo tieneel potencial para ser utilizado como propulsor, en celdas de combustible de metanol, por ejemplo.
Nanotecnología
El núcleo del nuevo enfoque es un catalizador químico basado en óxido de indio, que fue desarrollado por Javier Pérez-Ramírez, profesor de ingeniería de catálisis en ETH Zurich, y su equipo. Hace solo unos años, el equipo demostró con éxito en experimentosese óxido de indio era capaz de catalizar la reacción química necesaria. Incluso en ese momento, era alentador que al hacerlo generara prácticamente solo metanol y casi ningún subproducto además del agua. El catalizador también demostró ser altamente estable. Sin embargo, el óxido de indiono era lo suficientemente activo como catalizador; las grandes cantidades necesarias impiden que sea una opción comercialmente viable.
El equipo de científicos ahora ha logrado aumentar significativamente la actividad del catalizador, sin afectar su selectividad o estabilidad. Lo lograron tratando el óxido de indio con una pequeña cantidad de paladio ". Más específicamente, insertamos algunos átomos de paladio individualesen la estructura cristalina del óxido de indio, que ancla más átomos de paladio a su superficie, generando pequeños grupos que son esenciales para el rendimiento notable ", explica Cecilia Mondelli, profesora del grupo de Pérez-Ramírez. Pérez-Ramírez señala que,Con la ayuda de métodos analíticos y teóricos avanzados, la catálisis ahora puede considerarse nanotecnología y, de hecho, el proyecto muestra claramente que este es el caso.
El ciclo cerrado de carbono
"Hoy en día, la obtención de metanol a escala industrial se realiza exclusivamente a partir de combustibles fósiles, con una huella de carbono correspondientemente alta", dice Pérez-Ramírez. "Nuestra tecnología utiliza CO 2 para producir metanol ". Este CO 2 puede extraerse de la atmósfera o, más simple y eficientemente, del escape descargado por las centrales eléctricas de combustión. Incluso si los combustibles se sintetizan a partir del metanol y posteriormente se queman, el CO 2 se recicla y, por lo tanto, se cierra el ciclo del carbono.
La producción de la segunda materia prima, el hidrógeno, requiere electricidad. Sin embargo, los científicos señalan que si esta electricidad proviene de fuentes renovables como la energía eólica, solar o hidroeléctrica, puede usarse para producir metanol sostenible y, por lo tanto, productos químicos y combustibles sostenibles.
En comparación con otros métodos que se están aplicando actualmente para producir combustibles verdes, Pérez-Ramírez continúa, esta tecnología tiene la gran ventaja de que está casi lista para el mercado. ETH Zurich y Total han presentado conjuntamente una patente para la tecnología. Totalahora planea ampliar el enfoque e implementar potencialmente la tecnología en una unidad de demostración en los próximos años.
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Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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