Un equipo de científicos de la Universidad de Cambridge logró utilizar el poder de la fotosíntesis para convertir CO2, agua y luz solar en combustibles de múltiples carbonos (etanol y propanol) en un solo paso. Estos combustibles presentan una alta densidad de energía y se pueden almacenar y transportar fácilmente.
A diferencia de los combustibles fósiles, estos combustibles solares generan cero emisiones netas de carbono y son completamente renovables. Además, a diferencia de la mayoría del bioetanol, no requieren la desviación de tierras agrícolas para su producción.
Aunque la tecnología aún se encuentra en fase de laboratorio, los investigadores señalan que sus «hojas artificiales» representan un importante paso hacia la transición a una economía alejada de los combustibles fósiles.
Se ha promovido el bioetanol como una alternativa más limpia a la gasolina, ya que se produce a partir de plantas en lugar de combustibles fósiles. En la actualidad, la mayoría de los coches y camiones circulan con gasolina que contiene hasta un 10% de etanol (combustible E10). Según el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, casi el 45% de todo el maíz cultivado en el país se utiliza para la producción de etanol.
Durante varios años, el grupo de investigación de Reisner, radicado en el Departamento de Química Yusuf Hamied, ha estado desarrollando combustibles sostenibles y con cero emisiones de carbono inspirados en la fotosíntesis, el proceso por el cual las plantas convierten la luz solar en alimento, mediante el uso de hojas artificiales.
Hasta ahora, estas hojas artificiales solo habían podido producir químicos simples, como el gas de síntesis, una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono utilizada para producir combustibles, productos farmacéuticos, plásticos y fertilizantes. Sin embargo, para hacer la tecnología más práctica, sería necesario que pudiera producir químicos más complejos directamente en un solo paso alimentado por energía solar.
Ahora, la hoja artificial puede producir directamente etanol y propanol limpios sin necesidad de producir gas de síntesis como paso intermedio.
El equipo desarrolló un catalizador a base de cobre y paladio. Este catalizador se optimizó de manera que permitiera a la hoja artificial producir químicos más complejos, específicamente los alcoholes de multicarbono etanol y n-propanol. Ambos alcoholes son combustibles de alta densidad energética que pueden ser transportados y almacenados fácilmente.
Otros científicos han logrado producir químicos similares utilizando energía eléctrica, pero esta es la primera vez que se producen químicos tan complejos con una hoja artificial utilizando exclusivamente la energía del sol.
En la actualidad, el dispositivo es una prueba de concepto y muestra una eficiencia modesta. Los investigadores están trabajando para optimizar los absorbentes de luz de forma que puedan absorber mejor la luz solar y optimizando el catalizador para que pueda convertir más luz solar en combustible. Además, se requerirá más trabajo para hacer el dispositivo escalable y que pueda producir grandes volúmenes de combustible.
