Terremoto en la industria energética: inventan un dispositivo solar que convierte el CO2 en combustible limpio

Una serie de investigaciones recientes centradas en la conversión del CO₂ han puesto el foco en un tipo de hoja artificial diseñada para producir combustible limpio mediante procesos fotoquímicos. Esta tecnología se nutre de la luz solar y de componentes orgánicos que abren un escenario distinto para la transformación de recursos y la elaboración de insumos químicos.

El trabajo recopila resultados obtenidos tras años de experimentación en dispositivos capaces de replicar mecanismos naturales. La exploración científica sitúa al combustible limpio como un vector energético con aplicaciones potenciales en distintos sectores, al tiempo que analiza sus implicaciones para una economía menos dependiente del carbono.

¿Cómo funciona el dispositivo solar que convierte CO₂ en combustible limpio?

El reciente desarrollo de una hoja artificial creada por la Universidad de Cambridge reproduce el comportamiento de la fotosíntesis y genera formiato, un tipo de combustible limpio derivado de la combinación entre dióxido de carbono, luz y agua.

El estudio fue publicado en la revista Cell, donde se detalla su funcionamiento como sistema biohíbrido formado por semiconductores orgánicos y enzimas procedentes de bacterias. Estas estructuras permiten que el dispositivo actúe de forma autónoma y mantenga un rendimiento estable sin aditivos químicos de apoyo.

El equipo dirigido por el profesor Erwin Reisner ha perfeccionado durante más de una década métodos de fotosíntesis artificial orientados a suministros energéticos alternativos. En esta versión, la estabilidad operativa supera las 24 horas consecutivas, un logro obtenido gracias a la incorporación de una enzima auxiliar alojada en una matriz de titanio porosa.

Este ajuste técnico evita la degradación rápida de los catalizadores y facilita el uso de soluciones simples de bicarbonato como medio de reacción.

Las pruebas de laboratorio muestran que los electrones se redirigen con elevada eficiencia hacia las reacciones que generan formiato. El compuesto resultante se integró en una reacción posterior para sintetizar productos utilizados por la industria farmacéutica sin residuos adicionales.

Según el estudio, es la primera vez que semiconductores orgánicos cumplen la función de captación de luz en un sistema biohíbrido de estas características.

Aplicaciones de este combustible limpio y su potencial industrial

La producción de formiato aporta un modelo operativo distinto para la fabricación de insumos químicos. Este tipo de combustible limpio puede emplearse como punto de partida en cadenas de síntesis que requieren una base energética sin emisiones.

Además, la selectividad de las enzimas bacterianas evita la aparición de reacciones competitivas que dificultan la obtención de compuestos puros.

Los investigadores remarcan que la industria química concentra alrededor del 6% de las emisiones globales y depende en gran medida de insumos derivados del petróleo.

En este contexto, un sistema autónomo que convierta CO₂ en un combustible utilizable puede disminuir la presión sobre los recursos fósiles y simplificar procesos que actualmente necesitan catalizadores inorgánicos de corta vida útil o materiales con elementos tóxicos.

Entre las novedades destacadas figura la integración de semiconductores orgánicos como absorbentes de luz. Esta decisión técnica permite ajustar sus propiedades y reduce el uso de componentes que generan residuos complejos.

La ausencia de subproductos también facilita la adaptación del dispositivo a futuras variantes capaces de elaborar distintos compuestos químicos con un mismo principio operativo.

Innovaciones técnicas para una conversión solar más eficiente

Otra línea de investigación, difundida por MIT Technology Review, detalla un dispositivo solar capaz de transformar dióxido de carbono y agua en hidrocarburos como etileno y etano mediante estructuras de cobre desarrolladas por el laboratorio de Peidong Yang, en la Universidad de California, Berkeley.

Estas formaciones, descritas como «flores» metálicas, actúan como catalizadores donde se acumulan electrones que impulsan la conversión molecular.

El sistema emplea nanocables de silicio para captar la luz y opera con glicerol en lugar de agua, lo que incrementa la eficiencia en el uso de electrones y da lugar a subproductos como glicerato, lactato o acetato. Estos compuestos tienen aplicaciones en sectores cosméticos y farmacéuticos, por lo que añaden una dimensión industrial complementaria.

Sin embargo, distintos especialistas advierten que el rendimiento actual no resulta suficiente para una implantación a gran escala. La durabilidad de los catalizadores y la estabilidad del proceso son elementos que requieren optimización antes de plantear su incorporación en infraestructuras productivas.

¿Cómo será el futuro de la conversión solar en combustible limpio?

Los equipos responsables del desarrollo de estas tecnologías sostienen que la captura de CO₂ procedente del aire o de plantas energéticas podría permitir la generación de combustible limpio con balance neutro de carbono.

Esto situaría a la fotosíntesis artificial como una herramienta útil para procesos industriales que demandan insumos químicos sin recurrir a materias primas fósiles.

Los investigadores prevén que, con técnicas de diseño más precisas y nuevos enfoques para estabilizar enzimas y semiconductores orgánicos, sea posible ampliar la vida útil de estos dispositivos. También plantean su adaptación para generar compuestos distintos según las necesidades sectoriales, lo que abriría opciones para refinerías químicas basadas en recursos renovables.