Acelerando la conversión del CO₂: nuevos secretos del combustible sintético en diez experimentos

MadridInvestigadores en Empa han desarrollado un sistema automatizado que acelera los experimentos de electrólisis de CO₂ a un ritmo diez veces mayor. Esta innovación les permite estudiar catalizadores, electrodos y condiciones de reacción de manera mucho más eficiente.

Los científicos utilizan dispositivos pequeños llamados reactores para este proceso. Su configuración incluye diez reactores. Cada reactor está conectado a diversas salidas de gas y líquido, así como a instrumentos. Estas partes miden:

<ul>

<li>Presión</li>
<li>Temperatura</li>
<li>Flujos de gas</li>
<li>Productos de reacción líquidos y gaseosos</li>
</ul>

Investigadores del Empa y el Instituto Paul Scherrer (PSI) han desarrollado un innovador sistema de electrólisis de CO₂, el primero en su tipo. Como parte del proyecto SynFuels, el equipo ha descrito su diseño y software en la revista Nature Catalysis. Su objetivo es encontrar rápidamente métodos efectivos para convertir CO₂ en combustibles sintéticos.

En un motor de combustión típico, el combustible se quema para crear agua, CO₂ y energía. Teóricamente, esta reacción podría invertirse utilizando energía renovable para transformar el CO₂ de nuevo en combustible sintético. Sin embargo, este proceso implica reacciones complicadas que producen más de 20 sustancias diferentes, no solo el combustible deseado. Esto dificulta encontrar los catalizadores y las condiciones adecuadas.

El innovador sistema resuelve este problema al generar una gran cantidad de datos de alta calidad. Estos datos se recopilan automáticamente con una precisión exacta en la sincronización. Los investigadores enfrentaron una escasez de herramientas adecuadas en el mercado. Trabajando con Agilent Technologies, desarrollaron el primer dispositivo de cromatografía líquida en línea del mundo. Esta máquina mide en tiempo real los productos de reacción líquidos durante la electrólisis de CO₂.

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Los investigadores aceleraron los experimentos, generando una gran cantidad de datos. Para gestionarlos, desarrollaron software gratuito para el análisis de datos. Además, planean compartir estos datos con otros científicos para acelerar nuevos descubrimientos.

Los datos de investigación a menudo se archivan tras la publicación de los resultados, lo cual no es eficiente. Un proyecto conjunto llamado PREMISE, que incluye a Empa, PSI y ETH Zurich, busca solucionar este problema. El proyecto pretende establecer métodos estándar para el almacenamiento y la compartición de datos de investigación.

Los investigadores pueden aprovechar los datos entre sí. Este trabajo en equipo también es una parte clave del Centro Nacional de Competencia en Investigación (NCCR) Catalysis, que busca una química sostenible. El nuevo sistema de electrolisis de CO₂ será fundamental en este importante proyecto nacional.

Los investigadores de Empa planean mejorar el sistema. Optimizarán tanto el hardware como el software y compartirán sus nuevos datos y conocimientos con otras instituciones de investigación suizas. Esto contribuirá a la creación de combustibles sintéticos más respetuosos con el medio ambiente.

Los investigadores creen que su trabajo tendrá un gran impacto en las soluciones energéticas futuras. Compartir sus herramientas y datos de manera abierta es fundamental para su plan. Esperan que otros investigadores hagan lo mismo para acelerar el progreso en este campo.