Ingenieros de la Universidad de Cincinnati estudian mediante una investigación el desarrollo de nuevas formas para convertir los gases de efecto invernadero en combustibles. El equipo del profesor asistente de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UC Jingjie Wu ha desarrollado un catalizador de carbono en un reactor con la capacidad de convertir el dióxido de carbono en metano.
Es conocida como la “reacción de Sabatier” que fue descubierta por el fallecido químico francés Paul Sabatier, consiste en un proceso químico mediante el cual, se hacen reaccionar hidrógeno y dióxido de carbono a altas temperaturas y presiones para transformarlos, con ayuda de un catalizador de níquel, en agua y metano. Se puede optar opcionalmente por otros elementos como el rutenio en alúmina que constituyen un mejor catalizador.
Este proceso lo utiliza actualmente la Estación Espacial Internacional para eliminar el dióxido de carbono del aire que respiran los astronautas y generar combustible para que los cohetes puedan mantener la estación en órbita alta. Sin embargo Wu piensa más allá, explica que podría ser un paso clave para enviar futuras misiones tripuladas a Marte, ya que la atmósfera está compuesta casi en su totalidad por dióxido de carbono, algo que puede ayudar a los astronautas a ahorrar la mitad del combustible que necesitan para un viaje de regreso a la Tierra.
En estas misiones se podría llevar tanques llenos de hidrógeno desde la tierra, o bien producirlo a partir de agua marciana mediante de electrólisis, donde además podrían conseguir oxígeno. Aparte de tomar el dióxido de carbono de la atmósfera del planeta rojo, tambien se conseguiría un considerable ahorro de peso. La reacción exotérmica produciría de cerca 165 kJ de energía, aunque este valor es referencial, ya que varía según las condiciones. La reacción se lleva a cabo en un reactor, cuyas paredes están revestidas de níquel que actúa como catalizador.
“Es como tener una gasolinera espacial en Marte. Podrías bombear fácilmente dióxido de carbono a través de este reactor y producir metano para un cohete”.Jingjie Wu, Profesor asistente de ingeniería química de la Universidad de Cincinnati.
Wu y sus estudiantes están experimentando con diferentes catalizadores como los puntos cuánticos de grafeno que pueden aumentar el rendimiento del metano. El proceso promete ayudar a mitigar el cambio climático, pero también tiene una gran ventaja comercial en la producción de combustible como subproducto. El equipo está usando diferentes catalizadores para producir no solo metano sino tambien el llamado el producto químico más importante del mundo, el etileno se utiliza en la fabricación de plásticos, caucho, ropa sintética y otros productos.
Sintetizar combustible a partir de dióxido de carbono se vuelve comercialmente más viable cuando se combina con energías renovables como la solar o la eólica, menciona Wu. El proceso actual es 100 veces más productivo de lo que era hace 10 años, así que podemos imaginar que el progreso llegará cada vez más rápido y tal vez en los próximos 10 años, tendremos muchas empresas emergentes que comercialicen esta técnica.
“En este momento tenemos un exceso de energía verde que simplemente tiramos. Podemos almacenar este exceso de energía renovable en productos químicos”.Jingjie Wu, Profesor asistente de ingeniería química de la Universidad de Cincinnati.
El proceso es escalable para su uso en plantas de energía que generan toneladas de dióxido de carbono, además resulta una técnica muy eficiente, ya que la conversión puede tener lugar justo donde se produce el exceso de dióxido de carbono. Wu dijo que los avances en la producción de combustible a partir de dióxido de carbono hacen más seguro lo de que los humanos pondrán un pie en Marte.
La administración del actual presidente de los Estados Unidos se ha fijado el objetivo de lograr una reducción del 50% en los gases contaminantes de efecto invernadero para 2030 y convertir a la nación en una economía que dependa en su mayoría de la energía renovable para 2050. Algo que para el profesor Wu significa, que se tendrá que reciclar el dióxido de carbono.
De modo, que este estudio no solo sirve para el desarrollo de combustible para cohetes, sino que tambien ofrece una solución real al manejo y reciclaje de algunos gases de efecto invernadero, lo que puede contribuir a reducir la carga que tiene nuestro planeta a causa de la contaminación causada por la evolución tecnológica de los seres humanos. De tal manera que podría reducir las consecuencias del cambio climático que ya comienza a sentirse en diferentes regiones del planeta de manera acelerada
Este estudio de la UC se publicó recientemente en la revista Nature Communications con colaboradores de la Universidad Rice, la Universidad de Shanghai y la Universidad de Ciencia y Tecnología de China Oriental. El profesor Jingjie Wu comenzó su carrera en ingeniería química estudiando pilas de combustible para vehículos eléctricos, pero hace unos 10 años en su laboratorio de ingeniería química comenzó a investigar la forma de convertir el dióxido de carbono en combustible.
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