Un equipo de investigadores de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) ha desarrollado una tecnología que imita el proceso de la fotosíntesis para convertir CO₂, agua y luz solar en combustibles sintéticos multicarbono (etanol y propanol) en un solo paso.
Estos novedosos combustibles líquidos, aún en fase experimental, poseen una alta densidad energética y pueden almacenarse o transportarse fácilmente. Además, están diseñados para poderse usar directamente en cualquier vehículo de combustión o en gasolineras sin necesidad de adaptaciones. Esto tiene sus pros, pero también sus desventajas.
'Hojas artificiales' y energía solar para crear combustibles sintéticos
Según recoge la publicación científica Nature Energy, el equipo del Departamento de Química Yusuf Hamied, lleva ya varios años trabajando en el desarrollo de combustibles sintéticos cero emisiones a partir de dióxido de carbono y agua con la ayuda de la luz solar.
Para ello, utilizan unos dispositivos que denominan “hojas artificiales” y siguen un proceso que, en cierto modo, imita a la fotosíntesis de las plantas.
Hasta el momento, los investigadores sólo habían sido capaces de fabricar sustancias químicas simples con este método como por ejemplo el sintegás o syngas: un combustible gaseoso que se obtiene de la mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono, que se utiliza para producir combustibles, productos farmacéuticos, plásticos y fertilizantes, entre otros.
Ahora, gracias al empleo de un catalizador a base de cobre y paladio, el equipo ha podido obtener sustancias químicas más complejas como son el etanol (alcohol etílico o C₂H₆O) y propanol (alcohol propílico o C₃H₈O), en un solo paso. Es decir, sin necesidad de producir previamente gas de síntesis.
Según los investigadores, ambos alcoholes son combustibles renovables de alta densidad energética que “pueden transportarse y almacenarse fácilmente, además de que pueden utilizarse directamente en motores de combustión e infraestructuras de servicio”.
Es decir, forman parte de los sustitutos de los combustibles fósiles más conocidos como combustibles drop-in, cuyo desarrollo está actualmente en auge.
Aunque por el momento esta tecnología solo se ha conseguido a escala de laboratorio, los investigadores podrían haber dado un gran paso en el desarrollo de los combustibles sintéticos que quieren ser el salvavidas para los motores de combustión.
Y es que en los últimos años, otros científicos han sido capaces de producir sustancias químicas similares utilizando energía eléctrica, pero ésta es la primera vez que se producen sustancias químicas tan complejas con una “hoja artificial” utilizando únicamente la energía solar.
A diferencia de los combustibles fósiles, los combustibles 'combustibles solares' como estos producen cero emisiones netas de carbono y son completamente renovables.
Además, al contrario de lo que sucede con la mayoría del bioetanol, para producirlos, “no se ocupan tierras agrícolas que podrían utilizarse para cultivar alimentos”, como señala uno de los directores de la investigación, Erwin Reisner. En este sentido, la investigación hace hincapié en que “el bioetanol es una alternativa más limpia a la gasolina, ya que se fabrica a partir de plantas y no de combustibles fósiles”.
En la actualidad, la mayoría de los coches y camiones que circulan por las carreteras lo hacen con gasolina que contiene hasta un 10 % de etanol, es decir, el combustible E10. El mayor productor mundial de bioetanol es EEUU, y según Nature, “casi el 45% de todo el maíz cultivado en el país se destina a la producción de etanol”.
Por el momento la tecnología de los investigadores de Cambridge solo es una prueba de concepto y que muestra una eficiencia modesta, pero los investigadores ya están trabajando en la optimización del catalizador para que pueda convertir más luz solar en combustible y otras soluciones que permitan que su “hoja artificial” sea escalable y capaz de producir grandes volúmenes de combustible.
"Todavía queda trabajo por hacer”, reconoce Reisner. “Es importante demostrar que podemos ir más allá de las moléculas más simples y fabricar cosas que sean directamente útiles a medida que nos alejamos de los combustibles fósiles”, afirma.
Dar con la tecnología que permita producir este tipo de combustibles sintéticos a escala eliminaría uno de los principales inconvenientes de la ‘gasolina verde’ hasta ahora: su producción, además de no ser completamente eficiente, no es barata.
Según los cálculos del International Council on Clean Transportation (ICCT) en 2030 el coste de fabricación del e-fuel sería todavía de alrededor de 3 euros el litro, aunque por ejemplo Porsche, uno de los pioneros en el desarrollo de estos “carburantes verdes” rebaja esas estimaciones a 2 euros siempre que se consiga una producción a escala industrial.
Según Bosch, el combustible en sí (excluidos los impuestos) podría costar entre 1,00 y 1,40 euros el litro a largo plazo. También es optimista Transport & Environment, que dejando a un lado los costes de producción, augura que en 2030 podremos repostar combustible sintético a un precio medio de 2,80 euros/litro (aproximadamente un 50 % más caro que la gasolina).
