Convertir CO2 en combustible: con ayuda de los residuos de las pilas
El reciclado como factor de cambio climático: se ha producido un nanocatalizador a partir de pilas usadas y residuos de papel de aluminio que convierte el CO2 en valioso metano
Los residuos de pilas constituyen un grave problema medioambiental: contienen sustancias que suponen una amenaza tanto para la salud humana como para los ecosistemas. Al mismo tiempo, sin embargo, también contienen materiales valiosos como el níquel, que necesitamos, por ejemplo, para la producción de nuevas pilas. Por tanto, urge mejorar los métodos de reciclado de las pilas.
Michael Stöger-Pollach, Hamilton Uchenna Aharanwa, Qaisar Maqbool, Günther Rupprechter (de izquierda a derecha)
Technische Universität Wien
En la Universidad Técnica de Viena se ha desarrollado un proceso que permite recuperar el níquel de las pilas de níquel-hidruro metálico gastadas. Pero eso no es todo: a partir de estos residuos de pilas y de papel de aluminio usado, como el que se utiliza en la cocina, se ha podido producir un nanocatalizador que convierteel CO2 en valioso metano. De este modo, por un lado se puede reducir el problema de los residuos y, al mismo tiempo, obtener un combustible neutro para el clima.
Reciclaje de baterías: Importante para el medio ambiente y la economía
"Las baterías modernas, como las de níquel-hidruro metálico (Ni-MH) y las de iones de litio, constan de distintos componentes, lo que hace que los procesos de reciclado y recuperación sean tecnológicamente complicados", explica el profesor Günther Rupprechter, del Instituto de Química de Materiales de la Universidad Técnica de Viena y director del proyecto de investigación. "Una eliminación inadecuada puede provocar fugas químicas, incendios y contaminación".
La recuperación del níquel de las pilas Ni-MH gastadas también es muy importante desde el punto de vista económico: En la UE, las pilas usadas y la chatarra procedente de la producción de baterías podrían proporcionar alrededor del 16% del níquel necesario para 2030, lo que es suficiente para equipar entre 1,3 y 2,4 millones de vehículos eléctricos (VE) al año.
A pesar de este potencial, la capacidad actual de reciclado en la UE y el Reino Unido es sólo una décima parte de lo que se necesitará en 2030. Por tanto, es necesario invertir en infraestructuras de reciclado.
Upcycling: Del reciclado de residuos a la captura deCO2
"El reciclaje es un paso importante, pero se puede conseguir un impacto aún mayor reciclando el níquel en catalizadores capaces de producir combustibles", afirma Qaisar Maqbool, primer autor del estudio.
El equipo extrajo níquel de pilas Ni-MH usadas y recuperó alúmina de papel de aluminio usado. A continuación, convirtieron estos materiales en un nanocatalizador de alto rendimiento respetuoso con el medio ambiente, utilizando métodos de química verde.
"Nuestro nanocatalizador está compuesto por un 92-96% de óxido de aluminio y un 4-8% de níquel, lo que resulta óptimo para convertir el gas de efecto invernaderoCO2 junto con el hidrógeno en metano", explica Günther Rupprechter. El proceso no requiere ni altas presiones ni altas temperaturas, el catalizador funciona a presión atmosférica y a una temperatura fácilmente alcanzable de 250°C".
De gas de efecto invernadero a energía limpia
De este modo se dispone de un método para convertirel CO2 en un valioso combustible de forma neutra para el clima: El metano desempeña un papel importante como fuente de energía en la industria, por ejemplo. "Ahora queremos investigar cómo puede ampliarse este proceso para aplicaciones tecnológicas", explica Günther Rupprechter. "Creemos que este enfoque puede transformar la producción sostenible de combustible. Nuestro planteamiento muestra una solución al problema climático, y de una forma que también ayuda a resolver un acuciante problema de residuos."
El material reciclado también puede reciclarse
Muchos catalizadores se desactivan con el tiempo, porque en algún momento cambian de estructura o pierden eficacia por la acumulación de coque (carbono). En el estudio no se detectó tal desactivación. Sin embargo, para el equipo era importante pensar en ciclos cerrados y considerar cómo puede reciclarse también el propio catalizador.
"Para cerrar el círculo de la sostenibilidad, se pueden reciclar los catalizadores gastados y convertirlos en sus precursores originales para reutilizarlos", explica el Dr. Qaisar Maqbool. Así se garantiza que todo el proceso siga siendo respetuoso con el medio ambiente y se minimiza la cantidad de residuos.
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