El científico palmero Rigoberto Hernández ha descubierto una nueva combinación de materiales que permite convertir el dióxido de carbono, que es el principal gas de efecto invernadero, en metano a través de una serie de procesos realizados a temperatura ambiente mediante radiación solar, es decir, sin consumo eléctrico. Eliminar los gases de efecto invernadero y transformarlos en otros con diversas utilidades supone uno de los desafíos científicos más importantes del siglo XXI.
Este importante avance, según informa la Universidad de La Laguna, forma parte íntegra del trabajo de fin de grado en Química de este investigador, natural del municipio de El Paso, y se encuadra dentro de uno de los objetivos del Proyecto Nacional I+D+I, concedido en 2016, en la categoría de Retos de la Sociedad y titulado Materiales avanzados para aplicaciones energéticas impresos en 3D, cuyos investigadores principales son Pedro Esparza Ferrera, del grupo de Fotoquímica Aplicada, y Juan Carlos Ruiz-Morales, del grupo de Nano y Microingeniería de Materiales, ambos de la Universidad de La Laguna.
La nueva combinación de materiales desarrollada por la ULL está formada por un fotocatalizador de óxido de titanio mezclado con un compuesto inorgánico que se utiliza asiduamente en otro campo de energías no contaminantes, el de las pilas de combustibles. La relación apropiada de nanopartículas de ambos compuestos se activa mediante un tratamiento térmico especial desarrollado en la Universidad de La Laguna, dando lugar al nuevo material avanzado que realiza la conversión directa de dióxido de carbono a metano, a temperatura ambiente mediante la radiación solar.
Además, someter este nuevo producto a altas temperaturas permite volver a utilizar directamente el metano producido en las pilas de combustible de óxidos sólidos. En otra fase, se está ya depositando el nuevo material en soportes impresos en 3D para mejorar la eficacia del proceso de fotocatálisis.
El cambio climático, uno de los grandes problemas que afronta la humanidad, obliga necesariamente a reducir las emisiones de dióxido de carbono, intentando lograr un futuro energético sostenible, que no comprometa la producción de alimentación mundial y sobre todo no perjudicando a los países en vías de desarrollo. Para ello se desarrollan nuevos materiales y nuevas tecnologías para capturar este gas, que después habría que almacenarlo, por ejemplo, en minas vacías o depósitos subterráneos, o bien, convertirlo en compuestos químicos útiles y combustibles, explican los investigadores de la ULL.
“Este último método resulta especialmente interesante porque transformamos un elemento contaminante en un recurso valioso y lo introducimos en una economía circular de reciclaje sin que contribuya al efecto invernadero”, añaden. Entre los métodos de conversión a combustible figura la fotocatálisis, un nuevo concepto de construcción sostenible con impacto ambiental positivo que, con un coste relativamente bajo y al igual que ocurre con la fotosíntesis, es capaz de eliminar dióxido de carbono gracias a la luz solar para generar materia orgánica. Este tipo de fotosíntesis artificial utiliza diversos fotocatalizadores semiconductores que aceleran la velocidad de la reacción como el típico óxido de titanio..
Aplicación en la vida diaria
La fotocatálisis lleva años empleándose de forma habitual en otros países, como Japón o Italia. En España, debido a la alta radiación solar que recibe, su potencial es enorme. Algunos municipios españoles, como Madrid o Barcelona, ya han sacado a licitación las primeras grandes obras de aplicación de productos fotocatalíticos, y en paralelo han puesto en marcha proyectos pioneros para comprobar el efecto descontaminante a su aplicación.
Un ejemplo es el Eco Barrio de La Rosilla en Madrid, donde se han instalado losetas fotocatalíticas como pavimento peatonal, adoquines fotocatalíticos como zonas de aparcamiento, y pavimento fotocatalítico para el tráfico rodado. Esta iniciativa aprovecha las posibilidades técnicas que ofrece la industria de la arquitectura textil (toldos, marquesinas, sombrillas, separadores, carpas, fachadas textiles o persianas) y de los avances actuales en la tecnología de fotocatálisis, con el fin de reducir la contaminación del aire en entornos urbanos.
La importancia de convertir el dióxido de carbono en metano radica en el hecho de que este último es un combustible importante para la generación eléctrica empleado como combustible en las turbinas de gas o en generadores de vapor. En muchas ciudades, el metano se transporta en tuberías hasta las casas para ser empleado como combustible para la calefacción y para cocinar (en este contexto se le llama gas natural). En numerosos países emergentes, el gas natural es usado como combustible alterno por algunos vehículos de transporte. Y en la industria química, el metano es la materia prima elegida para la producción de hidrógeno, metanol, ácido acético y anhidro acético entre otros.
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