Convertir plástico en combustible limpio empleando luz solar
CIENCIAS EXACTAS: QUÍMICA / ENERGÍA.
Según algunos cálculos, a nivel mundial se producen más de 460 millones de toneladas de plástico cada año, y millones de toneladas se filtran al medio ambiente.
Al mismo tiempo, la necesidad urgente de reducir la dependencia de los combustibles fósiles ha impulsado la búsqueda de fuentes de energía más limpias. Unos científicos apuestan ahora por usar tecnologías energizadas por energía solar para convertir plásticos desechados en combustibles limpios como el hidrógeno y en otros productos químicos útiles para diversos sectores industriales, ofreciendo un camino hacia una economía circular, más sostenible.
Los plásticos, ricos en hidrógeno y carbono, pueden convertirse en una fuente de energía limpia, usando luz solar para la conversión. Imagen: Adelaide University.
La investigación la han llevado a cabo Xiao Lu, Wenjie Tian y Xiaoguang Duan, de la Universidad de Adelaida en Australia.
El proceso investigado utiliza materiales fotoactivados llamados fotocatalizadores para descomponer plásticos (ricos en carbono e hidrógeno) a temperaturas relativamente bajas. Estas reacciones pueden producir hidrógeno (un combustible limpio con cero emisiones en el punto de uso), así como otros productos químicos valiosos.
A diferencia de la electrólisis, método tradicional para extraer hidrógeno del agua, el citado proceso para extraer hidrógeno del plástico es más eficiente energéticamente porque los plásticos se oxidan con notable facilidad, y el proceso es potencialmente más viable para su aplicación a gran escala.
En pruebas realizadas recientemente, se han obtenido resultados impresionantes. Se han logrado altas tasas de producción de hidrógeno, ácido acético e incluso hidrocarburos en el rango del gasóleo (diésel). En algunos casos, los sistemas de conversión han trabajado continuamente durante más de 100 horas, lo que destaca su creciente estabilidad, además de buen rendimiento.
Sin embargo, el nuevo estudio también describe importantes desafíos que deben superarse antes de que esta tecnología pueda implementarse ampliamente.
Un obstáculo importante es la complejidad de los propios residuos plásticos. Los diferentes tipos de plásticos se comportan de manera diferente durante la conversión, y los aditivos como los colorantes y los estabilizadores pueden interferir en el proceso. Por lo tanto, una clasificación y un pretratamiento eficientes son esenciales para maximizar el rendimiento del proceso y la calidad del producto resultante.
Otro desafío reside en el diseño de fotocatalizadores. Los materiales de los que están hechos deben ser altamente selectivos y duraderos, capaces de soportar condiciones químicas extremas y mantener su eficiencia a lo largo del tiempo. Los fotocatalizadores actuales pueden sufrir degradación, lo que limita su uso a largo plazo.
“Todavía existe una brecha entre el éxito en el laboratorio y su aplicación práctica”, advierte Duan. “Necesitamos catalizadores más robustos así como mejores diseños de sistemas para garantizar que la tecnología sea eficiente y económicamente viable a gran escala”.
La separación del producto también sigue siendo un aspecto muy mejorable. El proceso de conversión suele generar una mezcla de gases y líquidos, lo que requiere etapas de purificación que consumen mucha energía y que pueden menguar la sostenibilidad.
Para abordar estos desafíos, los investigadores abogan por un enfoque que combine los avances respectivos en el diseño de catalizadores, en la ingeniería de reactores y en la optimización de sistemas. Entre los conceptos emergentes de mayor interés figuran reactores de flujo continuo, sistemas multienergéticos que combinan energía solar con aportes térmicos o eléctricos, y una monitorización de procesos más inteligente para mejorar la eficiencia.
El estudio se titula “Opportunities and challenges in sustainable fuel productions from plastics“. Y se ha publicado en la revista académica Chem Catalysis.
Por: Redacción.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings