La “fotosíntesis” de laboratorio que salvará el Planeta

Feb
17
2016

Probablemente, una de las reacciones químicas más importante del Planeta es la fotosíntesis. Este proceso biológico, que utiliza la luz y el agua para hacer que el CO2 se convierta en sustancias nutritivas para las plantas, es una de las maravillas de la naturaleza. Si se pudiese replicar este complejo sistema, podríamos aprovechar los excedentes contaminantes como el dióxido de carbono y convertirlos en una estupenda fuente de energía.

Un grupo de investigadores alemanes ha conseguido llevar a la práctica esta idea y ha logrado reproducir la fotosíntesis en un laboratorio. Aunque es complicado replicar todo el proceso, sí es posible hacer reaccionar el CO2 inerte y crear nuevas moléculas como, por ejemplo, el etileno (sustancia necesaria en la industria química para la producción de plásticos), el metano (componente principal del gas natural) o monóxido de carbono (que puede utilizarse para producir combustibles como el etanol).

fotosíntesis de laboratorio Siemens

¿Cómo se hace reaccionar el CO2?

En vez de usar la energía de la luz, tal y como lo hacen las plantas, se utiliza la electricidad que proviene de las fuentes renovables junto con el H2O. El reto es cargar sólo el dióxido de carbono con electrones y no las moléculas de agua circundantes, ya que sino sólo se obtendría hidrógeno convencional. Esto lo consiguen gracias a unos catalizadores de cobre diseñados especialmente para esta función.

El proceso para provocar esta “fotosíntesis de laboratorio” se produce de la siguiente manera:

  • A través de dos membranas de plexiglás, se genera una cuba de electrólisis en la que la corriente es conducida a través de electrodos dentro del agua altamente carbonatada y que funciona como un conductor eléctrico.
  • En el módulo, el agua se separa en hidrógeno y oxígeno. El H2 se utilizará para crear hidrocarburos, mientras que el O2 liberado también puede ser usado para futuras etapas.
  • En el catalizador, se transfiere los electrones directamente al CO2 inerte con el fin de producir el producto buscado. Dependiendo del tipo de catalizador elegido, los investigadores pueden controlar con precisión la reacción del dióxido de carbono y convertirlo en la molécula que ellos deseen.

Además de su aplicación como combustible para el transporte o para almacenar la energía para su posterior uso, este tipo de solución es muy interesante para la industria química ya que sigue siendo totalmente dependiente de las materias primas derivadas del petróleo. De esta forma, se garantizan conseguir la molécula necesaria para desarrollar sus productos mientras ayudan a respetar el medio ambiente.

Esta investigación es parte del proyecto CO2toValue en el que participa Siemens. En una primera fase, se utilizará el CO2 expulsado en las centrales eléctricas, fábricas o plantas químicas. Posteriormente, se cogerá la molécula directamente de la atmósfera.

En el futuro, el proyecto tratará de abrir una nueva vía investigación en la que se utilizará la luz directa del Sol y se sustituirán las membranas por vidrio.

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