Un proyecto de investigación internacional logra un récord en la conversión de dióxido de carbono en combustibles

Hoja artificial

11.10.2022 - Alemania

En un proyecto de investigación internacional en el que participa la Universidad Técnica de Ilmenau, los científicos han logrado desarrollar un dispositivo alimentado por la luz solar que convierte el dióxido de carbono directamente en combustibles utilizables con una eficiencia superior al cinco por ciento. Esto acerca el objetivo no sólo de eliminar el dañino gas de efecto invernadero dióxido de carbono, sino también de convertirlo en combustibles de alta calidad. El proyecto internacional forma parte de la estrategia del gobierno alemán para que Alemania sea menos dependiente de los combustibles fósiles como parte de la transición energética.

Aprovechar la gigantesca energía del sol para las necesidades energéticas cotidianas es lo que mueve al profesor Thomas Hannappel. El jefe del grupo "Fundamentos de los materiales energéticos" de la Universidad Técnica de Ilmenau investiga formas de aumentar la eficiencia de las células solares convencionales, por ejemplo, con semiconductores innovadores que absorben la radiación solar y la convierten en energía eléctrica. Las células solares apiladas, múltiples y en tándem que el profesor Hannappel está optimizando son mucho más eficientes energéticamente que las células solares convencionales.

Las estructuras en tándem encierran un gran potencial de eficiencia. Con un solo componente, es decir, sin el rodeo a través de un electrolizador que de otro modo sería necesario, el agua se descompone en sus componentes, el oxígeno y, dado que se produce de forma regenerativa, el hidrógeno "verde", en lugar del petróleo crudo, quizás.El hidrógeno, posiblemente el combustible del futuro en lugar del petróleo crudo. Los expertos llaman a este componente autónomo, que no requiere ningún cableado externo, "hoja artificial", inspirada en la naturaleza, que también hace funcionar pequeñas centrales eléctricas con un único "componente", las hojas verdes de las plantas. Utilizando la luz solar y el agua, convierten el dióxido de carbono de la atmósfera en fuentes de energía como el azúcar con la ayuda de la fotosíntesis. El profesor Thomas Hannappel y su equipo toman prestado este principio de la naturaleza para la generación directa de combustible solar: la fotosíntesis artificial.

Combustible en abundancia, barato y limpio, es el objetivo del cambio energético en Alemania. Para ello, el Ministerio Federal de Investigación alemán ha puesto en marcha el proyecto DEPECOR ("Direct Efficient Photoelectrochemical _{CO2-Reduktion}"). Coordinados por la Universidad Técnica de Ilmenau, colaboran con el mismo objetivo socios internacionales de primer orden de la ciencia y la industria: la Universidad Técnica de Múnich, el Centro Helmholtz de Materiales y Energía de Berlín, el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar y Azur Space Solar Power GmbH.

Junto con el Instituto Tecnológico de California, socio asociado en el proyecto DEPECOR, el equipo ha logrado alcanzar un nuevo valor máximo en la conversión de dióxido de carbono en combustibles utilizables en un dispositivo autónomo alimentado por energía solar. La eficiencia de más del cinco por ciento con una estabilidad de más de 50 horas demuestra que el innovador y complejo proceso puede efectivamente producir combustibles de alta calidad a partir_{del CO2}: Etanol, monóxido de carbono y ácido metanoico. El profesor Thomas Hannappel, ganador del Premio de Investigación de Turingia 2022, publicó los resultados de su investigación en la revista científica Advanced Energy Materials: "Si se me permite soñar como científico, utilizaremos la fotosíntesis artificial para abrir la puerta a un mundo en el que las fuentes de energía verde contribuyan de forma decisiva a la fiabilidad de nuestro sistema energético, a la gran movilidad y al almacenamiento estable de energía."

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Publicación original

W.-H. Cheng et al. Integrated Solar-Driven Device with a Front Surface Semitransparent Catalysts for Unassisted CO2 Reduction, Adv. Energy Mater. (2022)

https://www.quimica.es/noticias/1178029/un-proyecto-de-investigacion-internacional-logra-un-record-en-la-conversion-de-dioxido-de-carbono-en-combustibles.html

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W.-H. Cheng et al. Integrated Solar-Driven Device with a Front Surface Semitransparent Catalysts for Unassisted CO2 Reduction, Adv. Energy Mater. (2022)

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