El desarrollo

Este nuevo catalizador ha sido realizado en el marco de una colaboración entre las universidades de Michigan, McGill y McMaster. La principal novedad es que permite un novedoso método de generación de metano, que permitiría generar “metano verde”.

Este catalizador de energía solar está realizado con abundantes materiales y funciona en una configuración que podría ser producida en masa. Es un avance importante porque la conversión de dióxido de carbono en metano es un proceso muy difícil.

Hay que tener en cuenta que el carbono debe recogerse del CO2, que requiere de mucha energía, ya que el dióxido de carbono es una de las moléculas más estables. Además, el H2O tiene que descomponerse para unir el hidrógeno al carbono y cada carbono precisa cuatro átomos de hidrógeno para convertirse en metano. Es decir, cada enlace carbono-hidrógeno tiene dos electrones y cuatro enlaces.

Un proceso en el que el catalizador es totalmente crítico para que la reacción se produzca con éxito. Y para ello se ha diseñado como una especie de dispositivo que es como un panel solar con nanopartículas de cobre y hierro, que emplea la energía del sol o una corriente eléctrica para descomponer el CO2 y el agua.

De hecho, los investigadores consideran que se podría reciclar dióxido de carbono de chimenea en combustible de combustión limpia en un período de tiempo de entre cinco y diez años.

Para desarrollar este sistema, se han utilizado corrientes eléctricas relativamente grandes con un dispositivo, que debería ser posible producir en masa. Esta es una de las principales innovaciones a la que se suma el hecho de que también es positivo canalizar esa electricidad hacia la formación de metano con la mitad de los electrones disponibles dirigidos hacia reacciones productoras de metano en lugar de hacia subproductos como el monóxido de carbono o el hidrógeno.

Impacto

Este desarrollo es especialmente importante, sobre todo, si se tiene en cuenta que países como Estados Unidos utilizan un 30% de energía procedente del gas natural.

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El catalizador

El dióxido de carbono es un gas que se caracteriza por ser estable y abundante, contribuyendo su excesiva abundancia al cambio climático. Una situación que podría revertirse con el nuevo catalizador que ha sido desarrollado y que tiene la particularidad de descomponer el CO2 en químicos útiles. Esto abre las puertas a que se convierta este gas en combustible de una manera eficiente, rápida y también bastante económica.

La clave de este proceso es el catalizador. En general, se tendían a hacer con platino, aunque este metal es raro y también tiene un elevado coste. Un inconveniente que, ahora, se ha solucionado a través de la investigación que ha sido llevada a cabo por un equipo de las universidades de Connecticut y de Standford.

Esta investigación se ha centrado en crear una célula electroquímica llena de un catalizador poroso y espumoso que ha sido hecha con níquel y hierro. Dos metales que son bastante abundantes y que, además, son más económicos.

De esta manera, el gas de dióxido de carbono pasa a la célula electroquímica y se le aplica un voltaje. El catalizador ayuda a que el CO2 rompa el oxígeno para que se forme monóxido de carbono.

El monóxido de carbono es muy reactivo y un precursor útil para fabricar, por ejemplo, productos químicos e, incluso, plásticos. Aparte, se puede emplear también para combustibles como la gasolina.

Los beneficios

Este catalizador de hierro y níquel no solo funciona correctamente, sino que también es muy eficiente –se consigue casi un 100% de eficiencia-, y menos costoso que el proceso con el catalizador de platino. Además, se ha conseguido ganar en estabilidad y en el funcionamiento bajo un mismo voltaje.

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