Oxígeno para Marte
Desdoblamiento directo: proceso electroquímico que utiliza dióxido de carbono para producir oxígeno
Para mitigar el cambio climático global, hay que reducir drásticamente las emisiones del principal responsable, el dióxido de carbono. Un proceso desarrollado recientemente ayuda a resolver este problema: elCO2 se divide electroquímicamente de forma directa en carbono y oxígeno. Según informa un equipo de investigadores chinos en la revista Angewandte Chemie, el oxígeno también podría producirse de este modo bajo el agua o en el espacio, sin necesidad de condiciones estrictas como la presión y la temperatura.
Las plantas frondosas son maestras en el arte de la neutralidad del carbono: durante la fotosíntesis, conviertenel CO2 en oxígeno y glucosa. Los átomos de hidrógeno desempeñan un papel importante como "mediadores". Sin embargo, el proceso no es especialmente eficaz. Además, el oxígeno producido no procede delCO2, sino del agua absorbida. La verdadera división delCO2 no tiene lugar en las plantas y tampoco se ha podido conseguir hasta ahora con medios técnicos a temperaturas moderadas.
Ping He, Haoshen Zhou y su equipo de la Universidad de Nanjing, en colaboración con investigadores de la Universidad de Fudan (Shanghai), han logrado ahora su objetivo de dividir directamente elCO2 en carbono y oxígeno elementales. En lugar de hidrógeno, el "mediador" de su método es el litio. El equipo ha desarrollado un dispositivo electroquímico compuesto por un cátodo de gas con un cocatalizador a nanoescala de rutenio y cobalto (RuCo) y un ánodo metálico de litio. ElCO2 se introduce en el cátodo y se somete a una reducción electroquímica con litio en dos etapas. Inicialmente, se forma carbonato de litio Li2CO3, que reacciona posteriormente para producir óxido de litio Li2Oy carbono elemental. A continuación, en un proceso de oxidación electrocatalítica, el Li2Ose convierte en iones de litio y gas oxígeno O2. El uso de un catalizador de RuCo optimizado permite obtener un rendimiento muy elevado de O2, superior al 98,6 %, lo que supera con creces la eficacia de la fotosíntesis natural. Además deCO2 puro, también se realizaron con éxito pruebas con gases mixtos que contenían fracciones variables deCO2, incluidos gases de combustión simulados, una mezcla de CO2/O2 y gas simulado de Marte. La atmósfera de Marte se compone principalmente deCO2, aunque la presión es inferior al 1 % de la presión de la atmósfera terrestre. Así pues, la atmósfera simulada de Marte contenía una mezcla de argón y un 1 % deCO2.
Si la energía necesaria procede de energías renovables, este método allana el camino hacia la neutralidad de carbono. Al mismo tiempo, se trata de un método práctico y controlable para la producción de O2 a partir deCO2 con un amplio potencial de aplicación: desde la exploración de Marte y el suministro de oxígeno para trajes espaciales hasta el soporte vital subacuático, las máscaras respiratorias, la purificación del aire interior y el tratamiento de residuos industriales.
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