Los científicos han inventado un nuevo método para convertir el dióxido de carbono ( CO2 ) en un combustible líquido que puede almacenar energía de manera eficiente en las celdas de combustible

El combustible podría algún día ser el futuro del transporte ecológico, concentrando más energía en el tanque que el mismo volumen de hidrógeno y al mismo tiempo sirviendo como bloque de construcción para toda una industria de producción química.

En los últimos años, un nuevo tipo de tecnología basada en ácido fórmico ha llamado la atención como la próxima generación de celdas de combustible.

El ácido fórmico no suele ser lo que viene a la mente cuando pensamos en el combustible del futuro. Se encuentra naturalmente contribuyendo al dolor de las picaduras de abejas y hormigas, es un portador de energía formidable.

Actualmente solo requiere mucho esfuerzo concentrarse en una forma útil

Los ingenieros de la Universidad Rice en Houston, Texas, han repensado todo el proceso de producción y han ideado un método inteligente para eliminar algunos de los pasos más complicados, haciendo que el proceso sea mucho más eficiente.

“Por lo general, las personas reducen el dióxido de carbono en un electrolito líquido tradicional como el agua salada”, dice el químico Haotian Wang.

Esas sales disueltas ayudan a convertir el gas en una molécula que almacena energía. Pero una vez que tiene su combustible, también tiene que lidiar con una sopa espesa de salmuera, y tamizar el ácido fórmico es un trabajo arduo.

“Así que empleamos electrolitos sólidos que conducen protones y pueden estar hechos de polímeros insolubles o compuestos inorgánicos, eliminando la necesidad de sales”, dice Wang.

Reemplazar el electrolito con una matriz sólida fue solo una mejora. El segundo fue encontrar un catalizador robusto para acelerar el proceso de conversión.

Un desafío común es mantener un catalizador justo donde lo desea, sin que se degrade y necesite ser reemplazado con el tiempo.

El bismuto es solo el catalizador del trabajo. Más voluminoso que otros metales capaces de realizar la misma tarea, no se moverá tan fácilmente. Solo necesita suficiente material para convertir una prueba de laboratorio en una industria.

El equipo de investigación también encontró una solución aquí: “Actualmente, las personas producen catalizadores en las escalas de miligramos o gramos”, dice el autor principal de la investigación, Chuan Xia.

“Desarrollamos una forma de producirlos a escala de kilogramos”

El dispositivo resultante está diseñado para canalizar el dióxido de carbono a través del catalizador donde se transforma en una molécula cargada negativamente llamada formiato.

A partir de ahí, se difunde en el núcleo de electrolito sólido, donde se encuentra con los iones de hidrógeno liberados de una segunda reacción catalítica con agua, dando como resultado una solución altamente concentrada de ácido fórmico.

Hasta ahora, se ha demostrado que el proceso convierte aproximadamente el 42 por ciento de la electricidad de una fuente de energía en una forma química que se puede usar en las celdas de combustible.

Esta electricidad puede provenir fácilmente de una fuente renovable, como una célula fotovoltaica o una turbina eólica, lo que proporciona una nueva forma ordenada de almacenar energía de fuentes de alimentación variables.

“También es fundamental en la industria de la ingeniería química como materia prima para otros productos químicos y un material de almacenamiento de hidrógeno que puede contener casi 1,000 veces la energía del mismo volumen de gas hidrógeno, que es difícil de comprimir”, dice Wang.

“Ese es actualmente un gran desafío para los automóviles con celdas de combustible de hidrógeno”.

La extracción de dióxido de carbono en la atmósfera para satisfacer nuestras crecientes demandas de energía en medio del cambio climático parece una solución ganadora.

La tecnología está avanzando en la búsqueda de formas de usar nuestra sobreabundancia en gases de efecto invernadero para evitar los combustibles contaminantes, desde encontrar formas de usarla para cargar baterías hasta sacar una hoja de la página de la naturaleza y mejorar la fotosíntesis.

Mientras tanto, otros investigadores están interesados ​​en convertirlo en un recurso material sólido. Si no, simplemente entierra las cosas bajo tierra en forma de roca nuevamente.

Independientemente de cómo lo hagamos, va a necesitar satisfacer la economía antes de que tenga sentido de auto conservación.

 

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Fuente:  Nature Energy

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