Gran avance en la conversión de CO2 en combustible mediante energía solar

Pieza importante del rompecabezas para reducir los niveles de gases de efecto invernadero en la atmósfera en el futuro

18.02.2022 - Suecia

Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Lund (Suecia) ha demostrado cómo la energía solar puede convertir el dióxido de carbono en combustible, mediante el uso de materiales avanzados y espectroscopia láser ultrarrápida. El avance podría ser una pieza importante del rompecabezas para reducir los niveles de gases de efecto invernadero en la atmósfera en el futuro. El estudio se publica en Nature Communications.

La luz solar que llega a la Tierra durante una hora corresponde aproximadamente al consumo total de energía de la humanidad durante todo un año. Nuestras emisiones globales de dióxido de carbono también están aumentando. Utilizar la energía del sol para capturar los gases de efecto invernadero y convertirla en combustible u otra sustancia química útil, es un foco de investigación para muchos hoy en día. Sin embargo, aún no existe una solución satisfactoria, pero un equipo de investigación internacional ha revelado ahora una posible vía.

"El estudio utiliza una combinación de materiales que absorben la luz solar y utilizan su energía para convertir el dióxido de carbono. Con la ayuda de la espectroscopia láser ultrarrápida, hemos cartografiado exactamente lo que ocurre en ese proceso", afirma Tönu Pullerits, investigador de química de la Universidad de Lund.

Los investigadores han estudiado un material orgánico poroso llamado COF (marco orgánico covalente). Este material es conocido por absorber la luz solar con gran eficacia. Añadiendo al COF un llamado complejo catalítico, consiguieron, sin necesidad de energía adicional, convertir el dióxido de carbono en monóxido de carbono.

"La conversión en monóxido de carbono requiere dos electrones. Cuando descubrimos que los fotones con luz azul crean electrones de larga vida con altos niveles de energía, pudimos simplemente cargar el COF con electrones y completar la reacción", dice Kaibo Zheng, investigador de química de la Universidad de Lund.

¿Cómo pueden ser útiles estos resultados? Tönu Pullerits y Kaibo Zheng esperan que en el futuro el descubrimiento pueda servir para desarrollar unidades más grandes que puedan utilizarse a nivel mundial para, con la ayuda del sol, absorber el dióxido de carbono de la atmósfera y convertirlo en combustible o productos químicos. Esa podría ser una de las muchas soluciones para superar la crisis climática a la que nos enfrentamos.

"Hemos completado dos pasos iniciales con dos electrones. Antes de que podamos empezar a pensar en un convertidor de dióxido de carbono, hay que dar muchos más pasos, y probablemente incluso nuestros dos primeros deben ser refinados. Pero hemos identificado una dirección muy prometedora", concluye Tönu Pullerits.

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Publicación original

Pan, Q., Abdellah, M., Cao, Y. et al.; "Ultrafast charge transfer dynamics in 2D covalent organic frameworks/Re-complex hybrid photocatalyst"; Nat Commun; 13, 845 (2022).

https://www.quimica.es/noticias/1174838/gran-avance-en-la-conversion-de-co2-en-combustible-mediante-energia-solar.html

Publicación original

Pan, Q., Abdellah, M., Cao, Y. et al.; "Ultrafast charge transfer dynamics in 2D covalent organic frameworks/Re-complex hybrid photocatalyst"; Nat Commun; 13, 845 (2022).

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