Un equipo de la Universidad de Oxford ha modificado el combustible mediante ingeniería inversa a partir del gas de efecto invernadero, pero hasta ahora solo en el laboratorio.
La industria de la aviación ha estado buscando formas de reducir su huella de carbono global durante la última década, como la compra de las llamadas compensaciones de carbono, como proyectos de plantación de árboles o parques eólicos, para compensar el dióxido de carbono emitido por los jets.
Al mismo tiempo, los aeropuertos de San Francisco, Chicago y Los Ángeles, junto con una docena de Europa, están alimentando aviones con combustibles alternativos más ecológicos para ayudar a alcanzar las metas de reducción de carbono.
Ahora, un equipo de la Universidad de Oxford en el Reino Unido ha ideado un proceso experimental que podría convertir el dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero emitido por todos los motores que queman gasolina, en combustible para aviones.
Si tiene éxito, el proceso, que utiliza una reacción química a base de hierro, podría resultar en emisiones “netas cero” de los aviones.
El experimento, publicado en la revista Nature Communications, se llevó a cabo en un laboratorio y aún necesita ser replicado a mayor escala.
Pero los ingenieros químicos que diseñaron y realizaron el proceso tienen la esperanza de que pueda ser un cambio climático.
“El cambio climático se está acelerando y tenemos enormes emisiones de dióxido de carbono”, dice Tiancun Xiao, investigador principal del Departamento de Química de Oxford y autor del artículo.
“La infraestructura de combustibles de hidrocarburos ya está ahí.
Este proceso podría ayudar a aliviar el cambio climático y utilizar la actual infraestructura de carbono para el desarrollo sostenible”.
Cuando se queman combustibles fósiles como el petróleo o el gas natural, sus hidrocarburos se convierten en dióxido de carbono y se liberan agua y energía.
Este experimento invierte el proceso para convertir el dióxido de carbono nuevamente en combustible usando algo llamado método de combustión orgánica (OCM).
Al agregar calor (350 grados Celsius) al ácido cítrico, hidrógeno y un catalizador hecho de hierro, manganeso y potasio al dióxido de carbono, el equipo pudo producir combustible líquido que funcionaría en un motor de jet.
El experimento se realizó en un reactor de acero inoxidable y solo produjo unos pocos gramos de la sustancia.
En el laboratorio, el dióxido de carbono provino de un bote.
Pero la idea de adaptar el concepto al mundo real sería capturar grandes cantidades de gas de efecto invernadero de una fábrica o directamente del aire para eliminarlo del medio ambiente.
El dióxido de carbono es el más común de los gases de efecto invernadero que calientan el planeta y lo producen las fábricas, los automóviles y la quema de madera, incluidos los incendios forestales y la agricultura de tala y quema.
Mantenerlo fuera de la atmósfera podría ayudar a reducir el calentamiento global, aunque las emisiones de carbono del mundo han aumentado durante las últimas décadas y están en camino de calentar el planeta en 2 grados Celsius para fines de siglo.
Xiao y sus colegas dicen que el nuevo método también sería más barato que los métodos existentes que convierten el hidrógeno y el agua en un combustible, un proceso llamado hidrogenación, principalmente porque usaría menos electricidad.
Xiao prevé instalar una planta de combustible para aviones junto a una fábrica de acero o cemento o una planta de energía que queme carbón, y capturar su exceso de dióxido de carbono para producir el combustible.
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El catalizador que hace el truco abunda en la tierra y requiere menos pasos que otros métodos para sintetizar productos químicos de alto valor agregado, dicen los autores.
Un experto que no participó en el experimento dice que el concepto parece ser prometedor, siempre y cuando los autores puedan descubrir cómo pasar de producir cantidades minúsculas de combustible para aviones en el laboratorio a producir cantidades más grandes en una planta piloto.
“Esto se ve diferente y parece que podría funcionar“, dice Joshua Heyne, profesor asociado de ingeniería mecánica y química en la Universidad de Dayton.
“La ampliación es siempre un problema y hay nuevas sorpresas cuando se pasa a escalas más grandes.
Pero en términos de una solución a más largo plazo, la idea de una economía circular del carbono es definitivamente algo que podría ser el futuro“.
En tal “economía circular del carbono”, el dióxido de carbono se convertiría tanto en un flujo de residuos como en una fuente de combustible.
Se produciría una mayor inversión del carbono si una fábrica de combustible para aviones alternativo pudiera funcionar con electricidad verde procedente de la energía eólica o solar.
De esa manera, tanto el combustible para aviones como la fuente del dióxido de carbono se producirían de manera sostenible, según Oskar Meijerink, líder del proyecto para combustibles futuros en SkyNRG, una empresa con sede en Holanda que produce, compra y vende combustibles de aviación sostenibles a varios aeropuertos.
“Es necesario utilizar electricidad renovable“, dice Meijerink.
“El desafío es si estamos usando CO2 de una acería, ¿cómo podemos hacer que la acería sea neutral en carbono?
La solución perfecta sería hacer que todas estas industrias fueran más sostenibles y utilizar esto para realizar capturas de aire directas“.
En cuanto al experimento de Oxford y su nuevo combustible para aviones a base de dióxido de carbono, probablemente tendrá que alinearse con una serie de otros candidatos que se están probando en este momento como alternativas al combustible para aviones tradicional.
Estos combustibles alternativos están hechos de materias primas que incluyen desechos sólidos urbanos, paja, biomasa leñosa e incluso aceite de cocina usado, un proceso que está siguiendo el gigante energético BP.
Xiao, de Oxford, cree que el nuevo combustible de CO2 tiene una gran oportunidad de competir con estas alternativas.
Xiao fundó la empresa de combustible ecológico Oxford Catalysts, ahora conocida como Velocys, en 2006.
Velocys está desarrollando combustibles de aviación alternativos para Shell y British Airways en una instalación británica que utiliza desechos municipales como materia prima y combustible diésel para camiones a partir de papel y madera. en una planta en Mississippi.
Dice que está discutiendo el nuevo método de conversión de dióxido de carbono con varios socios industriales importantes.
“No hay grandes desafíos”, dice, “pero necesitamos optimizar el proceso y hacerlo más eficiente”.
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