Convertir aceite de cocina usado y desechos agrícolas en biodiésel. Transformar comida y basura plástica en productos de alto valor, comercialmente viable, suena a ciencia ficción o una visión futurista. Pero no es así. Un grupo de investigadores australianos y británicos ha desarrollado un método poderoso y de bajo coste que hace realidad una vieja aspiración de ambientalistas y economistas.
El método aprovecha un nuevo catalizador ultraeficiente. Puede producir biodiésel bajo en carbono y otras moléculas valiosas a partir de una variedad de materias primas impuras o desechos. Y con un poco de desarrollo, podría producir combustible para aviones. Como insumo utilizaría desechos agrícolas y forestales. También neumáticos viejos y hasta algas.
Un paso adelante en la producción de biodiésel
Es más, el nuevo catalizador puede procesar materia prima de baja calidad, con hasta un 50% de contaminantes. Significa que reduce la necesidad de la costosa limpieza inicial, que consume mucha energía. Los catalizadores convencionales requieren materias primas con solo 1%-2% de contaminación.
El nuevo es tan eficiente que duplica la productividad de los procesos de fabricación. Podría restos de comida, microplásticos y neumáticos viejos en precursores químicos de alto valor. Productos intermedios que después se utilizan para fabricar desde medicamentos y fertilizantes hasta envases biodegradables.
En concreto, el catalizador consiste en una esponja de cerámica del tamaño de una micra (solo 1/100 del ancho de un cabello humano), altamente porosa y con componentes activos especializados. Las moléculas ingresan inicialmente a la esponja a través de poros grandes. Allí se someten a una primera reacción química. Luego pasan a poros más pequeños ocurre una segunda reacción.
Tecnología pionera
De este modo, los autores aseguran que es la primera vez que se ha desarrollado un catalizador multifuncional que puede realizar varias reacciones químicas en secuencia dentro de una sola partícula.
“Se han desarrollado previamente catalizadores que pueden realizar múltiples reacciones simultáneas, pero estos enfoques ofrecen poco control sobre la química y tienden a ser ineficientes e impredecibles”, dice la coinvestigadora principal Karen Wilson, de la Universidad RMIT.
“Nuestro enfoque bioinspirado busca los catalizadores de la naturaleza, las enzimas, para desarrollar una forma poderosa y precisa de realizar múltiples reacciones en una secuencia establecida. Es como tener una línea de producción a nanoescala para reacciones químicas, todo alojado en una partícula de catalizador diminuta y súper eficiente», explicó.
No solo biodiésel
Por esta razón, los catalizadores de esponja de cerámica son baratos de fabricar. Además, no contienen metales. Todo lo que se requiere para crearlos es un recipiente grande calentado, lo que los hace relativamente económicos de producir. Como resultado, el proceso de producción de biocombustible de baja tecnología del equipo podría adoptarse en países del tercer mundo, donde las instalaciones son escasas y la «pobreza energética» aumenta exponencialmente.
Con más investigación, los científicos creen que el catalizador podría personalizarse para producir combustible para aviones a partir de desechos agrícolas o neumáticos en desuso. Para lograr esto, y escalar su proceso novedoso en un negocio, están buscando socios comerciales para acelerar el lanzamiento comercial.
«También esperamos ampliar la gama de reacciones químicas para incluir la luz y la activación eléctrica para tecnologías de vanguardia como la fotosíntesis artificial y las pilas de combustible», concluyó Adam Lee, coautor de la investigación.
«Buscamos trabajar con socios comerciales potenciales para crear una gama de catalizadores disponibles comercialmente para diferentes aplicaciones». La siguiente etapa es escalar la fabricación y utilizar la impresión 3D para acelerar la comercialización.
El trabajo, realizado por un equipo de la Universidad RMIT, la Universidad del Oeste de Australia, el Colegio Universitario de Londres, la Universidad de Manchester, la Universidad de Plymouth, la Universidad Aston, la Universidad de Durham y la Universidad de Leeds, se describe en un artículo publicado en Nature Catalysis.
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