Le tom\u00f3 a la naturaleza d\u00e9cadas de fotos\u00edntesis, seguidas de eones de intenso calor y presi\u00f3n de la actividad geol\u00f3gica para convertir el di\u00f3xido de carbono atmosf\u00e9rico en las largas cadenas de hidrocarburos que componen los combustibles f\u00f3siles. No tenemos el lujo de millones de a\u00f1os para absorber el exceso de carbono de nuestra atm\u00f3sfera, pero los avances en qu\u00edmica podr\u00edan ayudarnos a recorrer parte del camino en un abrir y cerrar de ojos.<\/p>\n\n\n\n
El \u00faltimo avance es un nuevo catalizador capaz de producir mol\u00e9culas de carbono de cadena corta hechas de di\u00f3xido de carbono a una velocidad que supera a los m\u00e9todos anteriores. Desarrollada por ingenieros qu\u00edmicos de la Universidad de Stanford, la tecnolog\u00eda convierte los desechos de CO2 y una buena dosis de hidr\u00f3geno en cadenas de etano, propano e incluso butano, todas mol\u00e9culas que pueden servir como fuente de combustible.<\/p>\n\n\n\n
“Podemos crear gasolina, b\u00e1sicamente”, dice Matteo Cargnello, ingeniero qu\u00edmico de la Universidad de Stanford.<\/p>\n\n\n\n
En los \u00faltimos a\u00f1os, no han faltado esfuerzos para encontrar formas econ\u00f3micas de eliminar el carbono del aire y convertirlo en algo por lo que la gente quiera pagar, como combustible o materiales sint\u00e9ticos como el pl\u00e1stico. El desaf\u00edo es hacer algo que haga mella en las rid\u00edculas cantidades de carbono que lanzamos a la atm\u00f3sfera todos los a\u00f1os. Eso significa un proceso r\u00e1pido que se puede escalar a bajo costo, encerrando la mayor cantidad de carbono posible en cada mol\u00e9cula.<\/p>\n\n\n\n
“Para capturar la mayor cantidad de carbono posible, desea los hidrocarburos de cadena m\u00e1s larga. Las cadenas con 8 a 12 \u00e1tomos de carbono ser\u00edan las ideales”, dice Cargnello.<\/p>\n\n\n\n
Las tecnolog\u00edas actuales luchan por acercarse a este objetivo. Cuanto m\u00e1s larga sea la cadena, m\u00e1s calor y presi\u00f3n se requieren, lo que hace que el proceso sea menos eficiente y m\u00e1s costoso. Cargnello y su equipo centraron su investigaci\u00f3n en pol\u00edmeros org\u00e1nicos, materiales con poros que se pueden escalar f\u00e1cilmente para adaptarse al tipo de estructura necesaria para maximizar la reactividad del di\u00f3xido de carbono y el hidr\u00f3geno en cadenas. Combinado con un metal catal\u00edtico efectivo para acelerar el proceso (en este caso, el elemento rutenio combinado con \u00f3xido de titanio), los investigadores pudieron mejorar la eficiencia al modelar las estructuras de poro del pol\u00edmero.<\/p>\n\n\n\n
Y lo mejoraron, demostrando un aumento de 10 veces en la rotaci\u00f3n de cadenas de carbono de alto peso molecular. Sorprendentemente, la tasa de producci\u00f3n de las cadenas largas de butano de cuatro carbonos aument\u00f3 1.000 veces al recubrir el catalizador con un tipo espec\u00edfico de pol\u00edmero org\u00e1nico poroso.<\/p>\n\n\n\n
“Un catalizador sin recubrimiento se cubre con demasiado hidr\u00f3geno en su superficie, lo que limita la capacidad del carbono para encontrar otros carbonos con los que unirse”, dice el ingeniero qu\u00edmico Chengshuang Zhou, candidato a doctorado en el laboratorio de Cargnello.<\/p>\n\n\n\n
“El pol\u00edmero poroso controla la relaci\u00f3n carbono-hidr\u00f3geno y nos permite crear cadenas de carbono m\u00e1s largas a partir de las mismas reacciones”.<\/p>\n\n\n\n
Idealmente, cualquier carbono que podamos extraer de la atm\u00f3sfera deber\u00eda quedar encerrado para siempre. Los combustibles neutrales en carbono podr\u00edan ayudar a abordar la econom\u00eda de hacer que dicha tecnolog\u00eda se pague por s\u00ed misma, a expensas de simplemente crear un estilo de giro para el carbono atmosf\u00e9rico.<\/p>\n\n\n\n
El paso para producir m\u00e1s butano, que es menos probable que se vaporice r\u00e1pidamente en un gas a temperatura ambiente y se filtre a la atm\u00f3sfera como cadenas m\u00e1s peque\u00f1as, es significativo. A\u00fan as\u00ed, con m\u00e1s investigaci\u00f3n, este tipo de proceso qu\u00edmico podr\u00eda producir formas m\u00e1s estables de hidrocarburo que podr\u00edan incorporarse a estructuras m\u00e1s persistentes que querr\u00edamos almacenar de manera segura.<\/p>\n\n\n\n
Por supuesto, la soluci\u00f3n de la naturaleza para extraer carbono y empaquetarlo en materiales biol\u00f3gicos siempre ser\u00e1 una prioridad n\u00famero uno. No hay nada mejor que encerrar CO2 en forma de plantas. Pero si esto nos ayuda a dejar de depender de los combustibles f\u00f3siles m\u00e1s temprano que tarde, es una soluci\u00f3n que vale la pena buscar.<\/p>\n\n\n\n
Esta investigaci\u00f3n fue publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences<\/em><\/a>.<\/p>\n\n\n\n