La celda de combustible solar recicla desechos plásticos y dióxido de carbono

Un dispositivo alimentado por energía solar podría ayudar a eliminar el dióxido de carbono del aire y convertir los desechos plásticos en combustible sostenible y productos químicos útiles, en un doble golpe de reciclaje.

Investigaciones anteriores sobre celdas de combustible solar, una tecnología que utiliza la luz solar para impulsar reacciones químicas que producen combustibles, utilizaron CO2 puro. Ahora, Erwin Reisner de la Universidad de Cambridge y sus colegas han desarrollado un dispositivo que utiliza CO2 capturado de procesos industriales o directamente del aire, filtrando otros gases según sea necesario.

“Ha habido un gran avance en el desarrollo de tecnologías de captura y secuestro de carbono. Al mismo tiempo, ha habido mucho desarrollo en los dispositivos que funcionan con energía solar”, dice Reisner. «Es la primera vez que combinamos los dos».

El dispositivo está dividido en dos compartimentos. Uno filtra el aire a través de una solución alcalina que captura CO2 y luego lo convierte en gas de síntesis, un combustible que normalmente se usa para producir amoníaco o metanol. En el otro, una solución derivada de residuos de plástico PET se convierte en ácido glicólico, un químico comúnmente utilizado en cosmética.

La combinación de estos dos compartimentos no se trata solo de crear un dispositivo dos en uno, ya que los dos realmente funcionan juntos. Para que el CO2 se convierta en gas de síntesis, necesita ganar algunos electrones. Por lo general, esto se hace separando las moléculas de agua, pero este proceso consume mucha energía, dice Reisner. En cambio, los dos compartimentos actúan como una batería, con el lado de CO2 el cátodo y el lado plástico del ánodo, transfiriendo electrones entre ellos.

Como prototipo de prueba de concepto, la tecnología aún tiene un largo camino por recorrer antes de que pueda implementarse a escala. «Una de las cosas que estamos tratando de mejorar es la eficiencia», dice el miembro del equipo Sayan Kar, también de la Universidad de Cambridge.

En el futuro, los investigadores esperan que la tecnología ayude a erradicar por completo los nuevos combustibles fósiles de la economía. «El proceso es completamente circular», dice Reisner. “Capturamos CO2. Hacemos un combustible. Tú lo usas. Estás formando CO2 de nuevo.

Reisner también señala que esto demuestra que existe una alternativa a la simple captura de CO2 y su almacenamiento en lugares como depósitos subterráneos. “Lo bombeas en alguna parte, pero no sabemos las consecuencias a largo plazo. Ahora le mostramos que puede hacer productos útiles con ellos.

«Es una gran química, pero es difícil decir si competiría con los procesos existentes», dice Jotheeswari Kothandaraman del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico en el estado de Washington. «Se necesitan evaluaciones tecnoeconómicas y de ciclo de vida para conocer la viabilidad económica y la huella de carbono del enfoque».