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Una forma menos intensiva en recursos de producir etanol
Hoy en día, casi todo el combustible de etanol se fabrica a partir de maíz o caña de azúcar, lo que requiere grandes extensiones de tierra y enormes cantidades de agua y fertilizantes. Investigadores de la Universidad de Stanford han desarrollado un proceso electroquímico que podría ser mucho más barato y mejor para el medio ambiente.
El trabajo es todavía experimental, pero es significativo porque el grupo pudo sintetizar etanol y otros productos deseados con muy poca energía. Los niveles de actividad de CO que se informan aquí no tienen precedentes y constituyen un gran paso hacia la realización de un sistema práctico para convertir CO en etanol, dice Clifford Kubiak , profesor de química y bioquímica en la Universidad de California, San Diego.
Los científicos crearon un catalizador a base de cobre que es muy eficaz para producir etanol y otros compuestos de carbono a partir de monóxido de carbono y agua en una simple reacción química. Dicen que el proceso, descrito en un artículo publicado en Naturaleza el miércoles, podría funcionar con fuentes renovables de electricidad, como la solar y la eólica, y sería una alternativa a la producción tradicional de biocombustibles.
La producción de etanol normalmente consume mucha energía, lo que implica recolectar y tratar la biomasa y luego fermentar el azúcar que se encuentra en la materia vegetal. El artículo de Stanford muestra que es factible producir etanol directamente a partir del agua y los gases residuales utilizando una corriente eléctrica.
Obtienes el mismo combustible, aunque en principio podría ser mucho más eficiente porque no dependes de la biomasa, dice Matthew Kanan , profesor asociado de química en Stanford y coautor del artículo.
Los investigadores visualizan un proceso de dos pasos en el que el dióxido de carbono se convierte primero en monóxido de carbono utilizando procesos existentes o más eficientes energéticamente que se encuentran actualmente en desarrollo. Luego, el monóxido de carbono se convertiría en etanol u otros compuestos a base de carbono electroquímicamente.
Los métodos existentes para convertir el monóxido de carbono en combustible son complicados y requieren reactores muy grandes y altas presiones. Un electrolizador, que utiliza una corriente eléctrica para impulsar una reacción química, podría hacer que el sistema requerido sea mucho más pequeño, dice Joel Rosenthal , profesor asistente en la Universidad de Delaware. Esto podría permitir miniaturizar y distribuir la producción de etanol.
Se podría imaginar, por ejemplo, que un panel solar en la azotea produzca combustible líquido almacenado en un tanque del tamaño de un calentador de agua. El gran valor de los combustibles químicos en general, y de los combustibles líquidos en particular, es que tienen una densidad de energía mucho más alta que las tecnologías de baterías típicas, por lo que puede almacenar mucha más energía en una cantidad menor de espacio, dice Rosenthal.
Ib Chorkendorff , el director del centro de investigación Catálisis para la Energía Sostenible de la Universidad Técnica de Dinamarca, describe el trabajo como un paso importante hacia el objetivo de encontrar una ruta eficiente para almacenar electricidad como energía química.
La clave del nuevo catalizador es preparar el cobre de una manera novedosa que cambia su estructura molecular. Hasta ahora, los catalizadores de cobre producían una amplia gama de compuestos a base de carbono, en lugar de un producto deseado, y requerían mucha energía.
El grupo de Stanford comienza con cobre metálico y, al calentarlo en el aire, crece una capa de óxido de cobre en la parte superior. Luego, esa capa superficial se convierte químicamente de nuevo en cobre metálico. En el proceso, el cobre adquiere una superficie muy diferente con un área más activa para que actúe como catalizador.
Se necesitarán años para saber si un dispositivo basado en esta química sería comercialmente viable. Pero si se perfecciona, podría proporcionar un incentivo económico para eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera.