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Energía

Un nuevo método para fabricar etanol barato y ecológico

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Expertos coinciden en que se trata de un avance "importante" y "sin precedentes"

  • por Martin Lamonica | traducido por Lía Moya
  • 14 Abril, 2014

En la actualidad casi todo el etanol que se fabrica a partir de maíz o caña de azúcar, para lo que hacen falta grandes extensiones de tierra y cantidades ingentes de agua y fertilizantes. Investigadores de la Universidad de Stanford (EEUU) han desarrollado un proceso electroquímico para fabricarlo que podría ser mucho más barato y ecológico.

El trabajo aún es experimental pero también, significativo porque el grupo ha sido capaz de sintetizar etanol y otros productos útiles con muy poco gasto energético. "Los niveles de actividad para monóxido de carbono de los que hablan no tienen precedentes y es un gran paso hacia la realización de un sistema práctico para convertir el monóxido de carbono en etanol", afirma el profesor de química y bioquímica de la Universidad de California en San Diego (EEUU), Clifford Kubiak.

Los científicos han creado un catalizador basado en el cobre que resulta muy eficaz en la producción de etanol y otros compuestos de carbono partiendo de monóxido de carbono y agua, mediante una reacción química muy sencilla. Afirman que el proceso, que se describe en un artículo publicado esta semana en la revista Nature, podría hacerse con electricidad originada por fuentes renovables, como la solar o la eólica y sería una alternativa a la producción tradicional de biocombustibles.

Para fabricar etanol se suele ser hacer un uso intensivo de la energía, puesto que hay que cosechar y tratar la biomasa, y después fermentar el azúcar que se encuentra en la materia vegetal. El artículo de Stanford demuestra que es factible producir etanol partiendo directamente de agua y gases residuales usando una corriente eléctrica.

"Consigues el mismo combustible, aunque en principio podría ser mucho más eficiente porque no dependes de la biomasa", afirma el profesor asociado de química de la Universidad de Stanford coautor del artículo, Matthew Kanan.

Los investigadores imaginan un proceso en dos pasos en el que el dióxido de carbono se convierte en primer lugar en monóxido de carbono a través de procesos ya existentes u otros más eficaces en términos de energía que se están desarrollando actualmente. Después, el monóxido de carbono se convertiría en etanol u otros compuestos basados en el carbono mediante la electroquímica.

Los métodos existentes para convertir el monóxido de carbono en combustible son complicados y necesitan reactores muy grandes y a muy alta presión. Un electrolizador, que usa una corriente eléctrica para producir una reacción química, podría hacer que el sistema necesario fuera mucho más pequeño, según  el profesor adjunto de la Universidad de Delaware (EEUU) Joel Rosenthal. Algo que permitiría miniaturizar y distribuir la producción de etanol.

Se podría imaginar, por ejemplo, un panel solar a modo de tejado produciendo combustible líquido que se almacenara en un tanque del tamaño de un calentador de agua. "El gran valor de los combustibles químicos, en general y los líquidos en particular es que tienen una densidad energética mucho mayor que las tecnologías de baterías habituales así que puedes almacenar mucha más energía en un espacio mucho menor", afirma Rosenthal.

El director del Centro de Investigación en Catálisis para Energías Sostenibles de la Universidad Politécnica de Dinamarca, Ib Chorkendorff, describe el trabajo como "un paso importante hacia el objetivo de encontrar una ruta eficaz para almacenar electricidad en forma de energía química".

La clave para el nuevo catalizador es preparar el cobre de forma novedosa, cambiando su estructura molecular. Hasta ahora, los catalizadores de cobre producían una amplia gama de compuestos basados en el carbono en vez de un único producto específico, y consumían muchísima energía.

El grupo de Stanford empieza con metal de cobre y, al calentarlo en aire, crece una capa de óxido de cobre sobre la superficie. Esa capa superficial se convierte de nuevo en cobre metálico mediante química. En el proceso, el cobre adquiere una superficie muy distinta, con un área más activa para que sirva de catalizador.

Se tardará años en saber si un dispositivo basado en este tipo de química es viable a escala comercial. Pero si se perfeccionara, podría ser un incentivo económico para eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera.

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