Se trata de una nueva técnica para convertir el dióxido de carbono (CO₂) en metanol, un combustible líquido que puede alimentar autos y servir como materia prima para la industria.
Un grupo de científicos del Oak Ridge National Laboratory (ORNL) en Estados Unidos ha logrado un descubrimiento que podría transformar la manera en que usamos la energía. El hallazgo es considerado histórico porque convierte el CO₂ para ser aprovechado como recurso para producir combustibles más limpios.
La clave: ingeniería de iones
En lugar de modificar aleaciones o materiales de manera aleatoria, los investigadores rediseñaron la interfaz donde ocurre la reacción química. Usaron un soporte de titanato de bario tipo perovskita y ajustaron sus iones para controlar cómo interactúa con el cobre, el metal que actúa como catalizador.
Al cambiar una parte del oxígeno por hidrógeno en el material de apoyo, los científicos lograron modificar cómo se comportan los electrones y mejorar la relación con el cobre, que actúa como catalizador. Gracias a este ajuste, las zonas activas del catalizador pudieron controlar mejor las moléculas de CO₂ y dirigir la reacción hacia la producción de metanol, evitando que se generen sustancias no deseadas. El resultado fue sorprendente: triplicaron la producción de metanol en comparación con métodos anteriores.
Zili Wu, líder del proyecto, explicó: “Modificar los iones del soporte puede mejorar de forma notable la eficiencia de convertir CO₂ en combustibles y productos químicos de alto valor”.
El equipo utilizó técnicas avanzadas como espectroscopía de rayos X y microscopía electrónica para observar cómo cambiaba la estructura del catalizador antes y después de la reacción. Los resultados confirmaron que la nanoarquitectura era estable y que la actividad se mantenía alta.
Además, modelos teóricos de la Universidad Vanderbilt ayudaron a validar el mecanismo y a entender cómo el soporte modificado influía en la reacción.
Impacto ambiental y energético
El metanol obtenido puede usarse como aditivo en gasolinas, como combustible directo en motores adaptados o como materia prima para fabricar plásticos y productos químicos. Si el proceso se alimenta con hidrógeno verde, se acerca a la neutralidad de carbono, lo que significa que las emisiones netas serían mínimas. Entre los beneficios destacan:
- Reducción de emisiones de CO₂.
- Producción de combustibles compatibles con la infraestructura actual.
- Mayor eficiencia catalítica y menores costos potenciales.
- Plataforma química para productos de alto valor.
¿Qué es la perovskita?
En la naturaleza es un mineral relativamente raro compuesto principalmente por óxido de calcio y titanio (CaTiO₃). Tiene una forma cristalina ortorrómbica, con átomos organizados en una red que le da propiedades únicas. Físicamente es de color negro, pardo rojizo o amarillento.
Existen Perovskitas sintéticas, que son materiales de laboratorio que reproducen la estructura cristalina de la perovskita natural, pero con diferentes combinaciones químicas (por ejemplo, haluros metálicos como plomo o estaño). Sus aplicaciones en ingeniería química y de materiales incluyen la fabricación de células solares, investigación fotovoltaica, catalizadores, dispositivos portátiles y paneles ligeros. Ofreciendo alta eficiencia, bajo costo de producción y versatilidad.
Con información del Oak Ridge National Laboratory (ORNL).
