Catalizador

por Edd Gent

Los viajes aéreos son uno de los peores contribuyentes al calentamiento global, ya que eructan casi mil millones de toneladas de CO2 al año. Pero, ¿y si pudiéramos cerrar ese círculo convirtiendo esos gases de efecto invernadero nuevamente en combustible para aviones?

Catalizador

Frente a fenómenos como el cambio climático, la contaminación por plásticos, la deforestación y la degradación de la tierra, las personas cuestionan cada vez más el pensamiento a corto plazo que sustenta nuestras sociedades. Algunos han denominado nuestro enfoque actual una “economía lineal” en la que extraemos materias primas, las procesamos en productos y luego las desechamos una vez que han dejado de ser útiles.

A medida que crece la población mundial, esta estrategia se vuelve cada vez más insostenible. Eso está generando un creciente interés en un modelo diferente conocido como la “economía circular”. En lugar de simplemente desechar nuestros desechos, encontramos formas de reutilizarlos o reciclarlos en algo más útil.

Desde hace años, los químicos intentan aplicar esta idea a uno de los sectores de nuestra economía más perjudiciales para el medio ambiente: la industria de la aviación. Los aviones no solo emiten grandes cantidades de CO2, sino que también bombean otros gases de efecto invernadero como el óxido de nitrógeno directamente a la atmósfera superior, donde su efecto de calentamiento aumenta considerablemente.

Los combustibles fósiles que queman para crear todas estas emisiones son hidrocarburos, lo que significa que están formados por una combinación de carbono e hidrógeno. Eso ha llevado a algunos a sugerir que podría ser posible crear versiones sintéticas de estos combustibles capturando el CO2 que producen los aviones y combinándolo con hidrógeno extraído con agua.

Si la energía utilizada para impulsar estas reacciones procediera de fuentes renovables, su producción no conduciría a ningún aumento de las emisiones. Y cuando volviéramos a quemar estos combustibles, simplemente estarían devolviendo el CO2 capturado de la atmósfera, lo que haría que el combustible fuera efectivamente neutral en carbono.

Es una buena idea, pero el proceso de convertir el CO2 en combustibles útiles es más complejo de lo que parece. La mayoría de los esfuerzos hasta ahora han requerido catalizadores costosos ( sustancias que aumentan la velocidad de una reacción química) o múltiples pasos de procesamiento que consumen mucha energía , lo que significa que el combustible resultante es mucho más caro que los combustibles fósiles.

Ahora, sin embargo, los investigadores de la Universidad de Oxford han desarrollado un nuevo catalizador de bajo costo que puede convertir directamente el CO2 en combustible para aviones, que dicen que eventualmente podría sentar las bases de una economía circular para el combustible de aviación.

“En lugar de consumir petróleo crudo fósil, los combustibles de aviación a reacción y los compuestos de partida petroquímicos se producen a partir de una materia prima valiosa y renovable, a saber, dióxido de carbono”, escriben en un artículo en Nature Communications.

Dentro de una economía circular de CO2 de combustible para aviones, los “bienes” (aquí el combustible para aviones) se reprocesan continuamente en un entorno cerrado, añaden. Esto no solo salvaría los recursos fósiles naturales y preservaría el medio ambiente, sino que también crearía nuevos empleos, economías y mercados.

La creación de combustible para aviones es particularmente desafiante porque la mayoría de las rutas para sintetizar hidrocarburos a partir de CO2 tienden a producir moléculas más pequeñas con solo unos pocos átomos de carbono, como el metano y el metanol. Combustibles Jet se componen de moléculas con m ningún largas cadenas de átomos de carbono, y ha habido pocos intentos exitosos para producir directamente a partir de CO2 sin procesamiento adicional.

Pero al combinar los hallazgos de investigaciones anteriores, el grupo pudo crear un catalizador a base de hierro de bajo costo que podría producir rendimientos sustanciales de combustible para aviones a partir de CO2 e hidrógeno. Hierro ya se utilizan comúnmente d en este tipo de reacciones, pero lo combinó con el manganeso, que se ha demostrado que incrementa la actividad de catalizadores de hierro y potasio, que se conoce para estimular la formación de hidrocarburos de cadena más larga.

Prepararon los catalizadores utilizando un enfoque conocido como Método de combustión orgánica (OCM), en el que los ingredientes crudos se combinan con ácido cítrico para hacer una suspensión que luego se enciende a 662 ° F y se quema durante cuatro horas para crear un polvo fino. Esta es una técnica de procesamiento mucho más simple que los enfoques anteriores, lo que significa que es prometedora para aplicaciones industriales.

Ampliar este proceso para satisfacer las demandas de la industria de la aviación no será fácil. Aumentar la eficiencia del paso de síntesis es solo una parte del rompecabezas. C ollecting grandes cantidades de CO2 del aire es muy difícil, y dividir el agua en hidrógeno maquillaje también usa una gran cantidad de energía.

Ya están en marcha planes para construir una planta piloto que convertirá CO2 en combustible para aviones en el aeropuerto de Rotterdam en los Países Bajos, pero como dijo el activista de Friends of the Earth Jorien de Lege a la BBC , ampliar la tecnología será una tarea hercúlea.

“Si lo piensas bien, esta planta de demostración puede producir mil litros al día a base de energías renovables. Eso es como cinco minutos de vuelo en un Boeing 747”, dijo.

No obstante, desarrollar un catalizador barato y de alto rendimiento es un paso importante para hacer que la idea sea más factible. Hacer que nuestros aviones vuelen en el aire puede parecer una idea tremendamente ambiciosa, pero ese objetivo se ha acercado un poco más.

Crédito de imagen: Fotos gratis de Pixabay

Fuente: https://singularityhub.com/2021/01/03/scientists-just-created-a-catalyst-that-turns-co2-into-jet-fuel/

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