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Cómo las nanopartículas que cosechan luz podrían frenar las emisiones climáticas
Una representación del reactor químico fotocatalítico planeado por Syzygy. Cortesía: Syzygy
La fabricación de productos químicos crea una gran cantidad de emisiones de gases de efecto invernadero, tanto por el calor necesario para impulsar la producción como por los subproductos de las propias reacciones. Pero la nueva tecnología que emerge del laboratorio podría transformar estos métodos industriales convencionales.
Una empresa derivada de la Universidad de Rice está buscando una forma novedosa de producir hidrógeno y otros productos químicos basándose en nanopartículas que permiten que la luz, en lugar del calor, impulse las reacciones. Plasmónica Syzygy revelará el lunes que ha recaudado 5,8 millones de dólares en una ronda de financiación codirigida por la empresa de riesgo del MIT The Engine y la Sociedad GOOSE de Texas. (Consulte Invertir en tecnología que vale la pena esperar).
La startup con sede en Houston utilizará los fondos para construir una planta a escala piloto para producir hidrógeno. La empresa cree que la tecnología podría reducir hasta la mitad las emisiones que normalmente se generan en el proceso.
El hidrógeno es un mercado de $ 130 mil millones en la actualidad, que se utiliza principalmente en la refinación de petróleo, la producción química y la fabricación de acero. Muchos creen que también es una promesa creciente para el almacenamiento de energía, como una forma de impulsar vehículos y equilibrar la red eléctrica.
La gran mayoría del hidrógeno es producido a partir de gas natural , utilizando un proceso conocido como reformado con vapor que utiliza calor, presión y catalizadores químicos para convertir el gas en hidrógeno y, problemáticamente, en dióxido de carbono. Entre este subproducto y el calor de los combustibles fósiles, el proceso emite anualmente más de 800 millones de toneladas de dióxido de carbono, equivalente a las emisiones combinadas del Reino Unido e Indonesia, como La Agencia Internacional de Energía señaló en un informe reciente .
Los fundadores de Syzygy creen que pueden abordar una gran parte del problema cambiando los catalizadores químicos por un nuevo tipo de fotocatalizador desarrollado y autorizado por la Universidad de Rice.
Un fotocatalizador plasmónico desarrollado en la Universidad de Rice. Cortesía: Syzygy
Los investigadores han estado investigando fotocatalizadores durante décadas. Sin embargo, hasta ahora, solo se usan en aplicaciones limitadas, como la purificación de agua y aire, en parte porque no han demostrado ser muy eficientes para impulsar reacciones químicas.
Los profesores de Rice Naomi Halas y Peter Nordlander, dos de los cofundadores de la empresa, descubrieron una manera de combinar las llamadas nanopartículas plasmónicas, una categoría prometedora de fotocatalizadores, con catalizadores tradicionales. En un artículo de 2016 en Proceedings of the National Academy of Sciences, los investigadores encontraron que esto enfoque de acoplamiento entregado alta absorción de luz y reacciones eficientes, y era altamente personalizable para aplicaciones particulares.
Syzygy cree que al confiar en estas nanopartículas híbridas y construir un reactor especializado, puede ejecutar el proceso de producción de hidrógeno utilizando LED, que podrían funcionar con energía eólica, solar o hidroeléctrica. Eso eliminaría la necesidad de quemar combustibles fósiles para producir vapor y calor adicional en el proceso tradicional, que representan alrededor de la mitad de las emisiones.
No abordaría las emisiones del dióxido de carbono creado como subproducto, aunque la empresa recibió una subvención del Departamento de Energía de EE. UU. para explorar formas de hacerlo también. La compañía cree que se podrían usar fotocatalizadores similares para producir versiones más limpias de otros productos industriales hechos con catalizadores, que podrían incluir combustibles y fertilizantes sintéticos.
Syzygy se encuentra entre un puñado de nuevas empresas que se centran en la contaminación climática industrial, que produce más del 20% de EE. UU. y emisiones globales . (Consulte Una nueva forma de fabricar acero podría reducir el 5 % de las emisiones de CO2 de un plumazo).
El presidente ejecutivo Trevor Best dice que la compañía está considerando construir y vender los reactores o licenciar la tecnología. Pero en este punto, la compañía solo ha desarrollado una versión del producto a escala de laboratorio.