Un nuevo sistema transforma el CO₂ en etileno de alta pureza, un elemento fundamental para fabricar absolutamente todo lo que tenga plástico, de ladrillos de Lego a botellas de Coca-Cola
Investigadores de la Universidad de Illinois Chicago, en EEUU, acaban de desarrollar un sistema que transforma el CO₂ capturado de la atmósfera en etileno de una pureza que roza el 100%. El etileno es un elemento que se usa como materia prima en varios procesos industriales, como la fabricación de plástico, y que en su producción emite grandes cantidades de gases de efecto invernadero. Sin embargo, los creadores de este innovador sistema aseguran que su sistema, alimentado con energía renovable, puede consumir más CO₂ del que produce.
Emisiones netas negativas
A pesar de las medidas que están tomando los gobiernos para reducir el uso de plásticos, a este material tan versátil todavía le quedan muchos años de vida y sigue usándose de manera extensiva para la fabricación de multitud de productos que usamos en el día a día. El plástico, además de los problemas medioambientales y de salud que presenta durante su degradación, también genera emisiones nocivas durante su proceso de producción.
Uno de los compuestos fundamentales en la fabricación del plástico es el etileno, que requiere enormes cantidades de calor y genera unas 1,5 toneladas métricas de emisiones de carbono por cada tonelada creada. Según Global Carbon Project, una ONG dedicada a monitorear el cambio climático, se producen unos 160 millones de toneladas de etileno al año, lo que supone más de 260 millones de toneladas de emisiones de dióxido de carbono en todo el mundo.
La fabricación del etileno ocupa el tercer lugar en cuanto a emisiones de carbono de todos los productos químicos que se fabrican en todo el mundo, después del amoníaco y el cemento. Además de para producir plástico, el etileno se usa en industrias agrícolas —es una hormona que sintetizan los vegetales de manera natural y que tiene incidencia en casi todas las etapas del desarrollo de las plantas—, para la automoción, los esterilizadores médicos, los revestimientos de vinilo para las casas, disolventes para pintura, adhesivos e incluso para hacer chalecos anibalas.
Ahora, el nuevo sistema desarrollado por los investigadores no solo es capaz de producir etileno sin generar emisiones, sino que además lo extrae del CO₂ que ya hay en nuestra atmósfera. Meenesh Singh, autor principal del nuevo sistema, asegura que su método supera el objetivo de carbono neto cero de otras tecnologías de captura y conversión al reducir de manera eficiente la producción total de dióxido de carbono de la industria. "Es un resultado neto negativo", asegura. "Por cada tonelada de etileno producida, se retiran seis toneladas de CO₂ de fuentes puntuales que, de otro modo, se liberarían a la atmósfera".
Cómo lo han conseguido
A pesar de que los investigadores llevan años detrás de un método para convertir el dióxido de carbono en otros elementos que puedan tener alguna aplicación práctica, como el etileno, la realidad es que hasta ahora no lo han hecho de manera eficiente. Según explican los investigadores de la Universidad de Illinois Chicago, en estos casos apenas un 10% del CO₂ se convierte en etileno y la extracción requiere mucha energía que habitualmente se produce usando combustibles fósiles.
El nuevo sistema, cuentan los investigadores en un artículo publicado en la revista 'Cell Reports Physical Science', está basado en la electrólisis. Para hacerlo funcionar han hecho pasar una corriente eléctrica a través de una recipiente con dos compartimentos separados por una membrana: uno está lleno de dióxido de carbono capturado y el otro de una solución a base de agua. Un catalizador electrificado atrae átomos de hidrógeno cargados de las moléculas de agua hacia la otra mitad de la unidad, pasando a través de la membrana. Allí se combinan con los átomos de carbono cargados de las moléculas de CO₂ para formar etileno (C2H4).
El etileno no es el único compuesto que se puede obtener del sistema. Los investigadores aseguran que fueron capaces de producir otros productos a partir del carbono capturado que pueden ser muy útiles para la industria. Además, aseguran que su eficiencia de conversión mediante energía solar es muy alta, pudiendo convertir el 10% de la energía de los paneles solares directamente en productos de carbono, cuando lo habitual es solo un 2%. Para todo el etileno que se logró producir, la eficiencia de conversión de la energía solar fue, según indican, de alrededor del 4%, aproximadamente la misma que la fotosíntesis.
