El transporte aéreo es uno de los mayores contribuyentes al calentamiento global, emitiendo casi mil millones de toneladas de CO2 al año. ¿Pero qué pasaría si pudiéramos cerrar ese círculo convirtiendo esos gases de efecto invernadero de nuevo en combustible para aviones?
Ante el cambio climático, la contaminación por plásticos, la deforestación y la degradación de la tierra en general, la gente se cuestiona cada vez más el pensamiento a corto plazo que sustenta nuestras sociedades. Algunos han denominado a nuestro enfoque actual una «economía lineal» en la que extraemos materias primas, las procesamos en productos y luego nos deshacemos de ellas una vez que han dejado de ser útiles.
A medida que la población mundial crece, esta estrategia se está volviendo cada vez más insostenible. Eso está provocando un creciente interés en un modelo diferente conocido como «economía circular«. En lugar de simplemente desechar nuestros residuos, encontramos formas de reutilizarlos o reciclarlos en algo más útil.
Durante años, los químicos han tratado de aplicar esta idea a uno de los sectores más dañinos para el medio ambiente de nuestra economía: la industria de la aviación. Los aviones no sólo emiten enormes cantidades de CO2, sino también otros gases de efecto invernadero como el óxido de nitrógeno directamente a la atmósfera superior, donde su efecto de calentamiento aumenta enormemente.
Los combustibles fósiles que queman para crear todas estas emisiones son hidrocarburos, lo que significa que están compuestos por una combinación de carbono e hidrógeno. Esto ha llevado a algunos a sugerir que sería posible crear versiones sintéticas de estos combustibles capturando el CO2 que los aviones producen y combinándolo con el hidrógeno extraído con agua.
Si la energía usada para alimentar estas reacciones viniera de fuentes renovables, su producción no conllevaría aumento de emisiones. Y cuando estos combustibles se quemaran, simplemente estarían devolviendo el CO2 capturado de la atmósfera, haciendo que el combustible sea efectivamente carbono neutral.
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 caros -sustancias que aumentan la velocidad de una reacción química- o múltiples pasos de procesamiento de energía intensiva, lo que significa que el combustible resultante es mucho más caro que los combustibles fósiles.
Ahora, investigadores de la Universidad de Oxford han desarrollado un nuevo catalizador de bajo coste que puede convertir directamente el CO2 en combustible para aviones, que según ellos podría eventualmente sentar las bases para una economía circular para el combustible de aviación.
«En lugar de consumir petróleo, los combustibles de aviación para reactores y los compuestos petroquímicos se producen a partir de una materia prima valiosa y renovable, el dióxido de carbono«, escriben en un artículo en Nature Communications.
Dentro de la economía circular de CO2 del combustible de aviones, las «mercancías» (aquí el combustible de aviones) se reprocesan continuamente en un entorno cerrado, añaden. Esto no sólo salvaría los recursos fósiles naturales y preservaría el medio ambiente, sino que también crearía nuevos empleos y mercados.
La fabricación de combustible para aviones es particularmente difícil porque la mayoría de las rutas para sintetizar hidrocarburos a partir de CO2 tienden a producir moléculas más pequeñas con sólo unos pocos átomos de carbono, como el metano y el metanol. Los combustibles para aviones están compuestos de moléculas con muchas cadenas largas de átomos de carbono, y ha habido pocos intentos exitosos de producirlos directamente a partir de CO2 sin un procesamiento adicional.
Pero al combinar los hallazgos de investigaciones anteriores, el grupo fue capaz de crear un catalizador de bajo coste basado en hierro que podría producir rendimientos sustanciales de combustible para aviones a partir de CO2 e hidrógeno. El hierro ya se usa comúnmente en este tipo de reacciones, pero lo combinaron con el manganeso, que se ha demostrado que aumenta la actividad de los catalizadores de hierro, y el potasio, que se sabe que fomenta la formación de hidrocarburos de cadena más larga.
Prepararon los catalizadores usando un método conocido como el Método de Combustión Orgánica (OCM). Esta es una técnica de procesamiento mucho más simple que los enfoques anteriores, lo que significa que es prometedora para las 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 sólo una parte del rompecabezas. Recoger grandes cantidades de CO2 del aire es muy difícil, y dividir el agua para hacer hidrógeno también utiliza mucha energía.
Ya hay planes para construir una planta piloto que convertirá el CO2 en combustible para aviones en el aeropuerto de Rótterdam.
«Si se piensa en ello, esta planta puede producir mil litros al día a partir de energía renovable. Eso son unos cinco minutos de vuelo en un Boeing 747«.
No obstante, el desarrollo de un catalizador barato y de alto rendimiento es un paso importante para hacer la idea más factible.
Más información: www.nature.com
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