Convertir CO2 en combustible usando energía solar

Convertir un gas invernadero en un combustible limpio es el santo grial que persiguen los investigadores en energía. Químicos de la Universidad de California – San Diego (UCSD) han construido un prototipo que, en su opinión, es un hito importante en el camino.

Su dispositivo captura la energía del sol, y la convierte en energía eléctrica que se usa para “separar” las moléculas de dióxido de carbono en monóxido de carbono (CO) y oxígeno.

Obviamente, el monóxido de carbono no es una sustancia muy útil por si misma, pero millones de kilos de CO se emplean cada año para manufacturar productos químicos, incluyendo detergentes y plásticos. Además, también se puede convertir en combustible líquido.

“La tecnología para convertir monóxido de carbono en combustible líquido existe desde hace tiempo”, comenta Kubiak. “Se inventó en Alemania en la década de 1920. Los EE.UU. estuvieron muy interesados en esta tecnología durante la crisis energética de 1970, pero para cuando la crisis finalizó la gente perdió el interés. Ahora el círculo vuelve a cerrarse a causa del incremento en el precio del petróleo, que vuelve a hacer competitiva la conversión de CO en combustible”.

El dispositivo diseñado por Kubiak y Sathtrum para separar el dióxido de carbono emplea un semiconductor y dos finas capas catalizadoras. Separa el CO2 para extraer el CO y el O mediante un proceso en tres fases. El primer paso es la captura de la energía solar de los fotones mediante el semiconductor. La segunda fase es la conversión de la energía óptica en eléctrica mediante el semiconductor. El tercer y último paso es el despliegue de la energía eléctrica hacia el catalizador. El catalizador convierte el CO2 en CO en una parte del dispositivo, y en O en el otro lado.

A causa de la circulación de electrones durante estas reacciones, se necesita un tipo especial de catalizador que pueda convertir la energía eléctrica en química. Los investigadores del laboratorio Kubiak han creado una molécula de gran tamaño con tres átomos de níquel en su núcleo, que ha demostrado ser efectiva para este proceso.

Elegir el semiconductor apropiado es también de suma importancia para conseguir que la separación del monóxido de carbono sea algo práctico, comentan los investigadores. Los semiconductores poseen bandas de energía hacia las cuales se confinan los electrones. La luz solar provoca el salto de estos desde una banda a la siguiente, creando un potencial de energía eléctrica. La diferencia energética entre las bandas – la band gap o banda prohibida – determina la cantidad de energía solar que será absorbida y la cantidad de energía eléctrica que se genera.

Kubiak y Sathrum emplearon inicialmente un semiconductor de silicio para comprobar los méritos de su dispositivo ya que este material ha sido estudiado profundamente. Sin embargo, el silicio absorbe en la franja infrarroja y los investigadores creen que es “demasiado cobardica” como para aportar energía suficiente. La conversión de la luz solar realizada con silicio solo aporta la mitad de la energía necesaria para separar el dióxido de carbono, y las reacciones solo tienen lugar si los investigadores suministran por medios externos la otra mitad de la energía necesaria.

Ahora están construyendo el dispositivo empleando un semiconductor de fosfuro de galio. Tiene el doble de bandas prohibidas que el silicio y absorbe una mayor cantidad de la energética luz visible. Por ello, predicen que será capaz de absorber del sol la cantidad de energía óptima para hacer funcionar al separador catalítico de dióxido de carbono.

“Este proyecto aúna varios rompecabezas científicos”, comenta Sathrum. “Sobre cada paso involucrado se han realizado un montón de trabajos, pero hace falta más ciencia para juntarlos todos. Unir todas las piezas es la parte del problema sobre la que nos hemos centrado”.

Fuente: Universidad de California – San Diego.

Traducido de Turning carbon dioxide into fuel – using solar power

10 Comentarios

  1. 1 osiris osiris 19 Abr 2007 0 (0 Votos)

    Lo que se ve en la imagen es la torre de refrigeración de una central nuclear? ya sabes que por ahí no sale CO2 hombre ;)

  2. 2 Maikelnai Maikelnai 19 Abr 2007 0 (0 Votos)

    A mi parecía una térmica… ¿seguro que eso es vapor?

  3. 3 Maikelnai Maikelnai 19 Abr 2007 0 (0 Votos)

    Confirmado, las nucleares tienen este otro aspecto:
    http://images.encarta.msn.com/xrefmedi..../t287/T287983A.jpg

  4. 4 gorgito gorgito 19 Abr 2007 0 (0 Votos)

    hombre, las nucleares también tiene torres de refrigeración

  5. 5 Maikelnai Maikelnai 19 Abr 2007 0 (0 Votos)

    En Asturias tenemos varias térmicas, y te aseguro que tienen el aspecto de la foto.

  6. 6 gorgito gorgito 20 Abr 2007 0 (0 Votos)

    no digo que no, y a esa le faltaría la cúpula característica de una central nuclear, pero sólo por la torre de refrigeración no te puedes fiar.

  7. 7 foro foro 12 Ago 2007 0 (0 Votos)

    Dado que este BLOG es de energía solar os facilito un nuevo FORO de energía solar fotovoltaica para las personas que desean añadir sus comentarios y preguntas sobre la energía solar fotovoltaica. El foro en cuestión es: http://www.solarfotovoltaicas.com/foro/index.php

  8. 8 proteo proteo 26 Nov 2007 0 (0 Votos)

    Las torres de enfriamiento son siempre iguales y lo que sale de ellas es vapor de agua no humo, no son chimeneas y la forma de estas es muy distinta

  9. 9 pepe pepe 17 Abr 2008 0 (0 Votos)

    a ver, las torres ”gordas”son torres de refrigeracion, por las k solo sale vapor, las ke contaminan son las delgadas y altas, por ahi ya no sale vapor (en las nucleares suele haber de refrigeracion, y en las termicas de las dos)

  10. 10 claudia claudia 23 Ene 2009 0 (0 Votos)

    Felicidades por el artículo muy interesante.

    energia solar

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