Ingenieros de la ETH de Zúrich han diseñado un sistema piloto capaz de producir combustible a partir de la luz solar y el aire. El dispositivo captura el dióxido de carbono y el agua de la atmósfera y utiliza la energía solar para convertirlo en syngas, que a su vez se convierte en combustible líquido esencialmente neutro en carbono.
Mientras se completa la transición ecológica, los combustibles sintéticos podrían ser una buena solución. Están hechos a imagen y semejanza de los actuales combustibles líquidos de hidrocarburos, pero se producen a partir de fuentes renovables, como la biomasa, los productos de desecho o el carbono ya presente en la atmósfera. Y como sustituyen o complementan a los combustibles fósiles, pueden «colarse» en los motores e infraestructuras existentes.
En el nuevo estudio, los investigadores de la ETH de Zúrich desarrollaron y probaron un nuevo sistema que puede producir estos combustibles «drop-in» utilizando únicamente luz solar y aire. El combustible resultante es neutro en cuanto a emisiones de carbono, ya que al quemarse sólo libera la misma cantidad de dióxido de carbono que su producción eliminó del aire originalmente.
El sistema consta de tres unidades: una unidad de captura directa de aire, una unidad solar redox y una unidad de conversión de gas en líquido. La primera sección aspira el aire ambiente y utiliza la adsorción para extraer el dióxido de carbono y el agua. Estos elementos se conducen a la segunda unidad, donde se aprovecha la energía solar para desencadenar reacciones químicas.
Un concentrador parabólico concentra la luz solar por un factor de 3.000 en el reactor solar, creando temperaturas de 1.500 °C. En el interior del reactor hay una estructura cerámica de óxido de cerio que absorbe el oxígeno del dióxido de carbono y el agua entrantes, produciendo hidrógeno y monóxido de carbono: el gas de síntesis.
El gas de síntesis puede recogerse para su uso, o puede canalizarse a la tercera unidad, donde se convierte en combustibles de hidrocarburos líquidos como el queroseno o el metanol.
Los investigadores instalaron un pequeño sistema piloto de 5 kW en el tejado de un edificio. Funcionando durante siete horas al día con luz solar intermitente, el dispositivo fue capaz de producir 32 ml de metanol cada día.
No es mucho, pero el equipo dice que demuestra que el sistema funciona y que podría ampliarse a la producción comercial. Una planta a gran escala podría parecerse a una central térmica solar, con un campo de concentradores que enfocan la luz solar hacia una torre central. El equipo calcula que una planta que utilizara 10 de estos campos, cada uno de los cuales recogiera 100 MW de energía solar radiante, podría producir 95.000 litros de queroseno al día. Eso es suficiente para llevar un Airbus A350 de Londres a Nueva York y viceversa.
Para cubrir toda la demanda de queroseno en la aviación, el equipo calcula que se necesitarían unos 45.000 km2 de plantas solares. Lamentablemente, los elevados costes iniciales de instalación de estas plantas harían que estos combustibles fueran más caros que los fósiles a los que sustituyen, por lo que se necesitarían subvenciones y ayudas para ponerlas en marcha, lo que podría limitar su viabilidad.
Más información: www.nature.com (texto en inglés).
Vía ethz.ch
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