Científicos de la Universidad de Stanford generan etanol utilizando agua, CO2 y electricidad entregada con un catalizador de cobre.

El etanol es un combustible renovable que no contamina y su uso es eficiente para vehículos. Sin embargo, está hecho principalmente de maíz fermentado, por lo que uno de sus inconvenientes a largo plazo es que se requiere mucho maíz para su producción. Para resolver este problema, científicos de la Universidad de Stanford, Estados Unidos, descubrieron una nueva manera de generar etanol sin usar maíz u otros cultivos.

El método tiene tres componentes: agua, CO2 y electricidad entregada a través de un catalizador de cobre.

El objetivo del experimento es producir etanol renovable de manera que no afecte el suministro global de alimentos. Para ello, los investigadores utilizan cobre, porque “es uno de los pocos catalizadores que pueden producir etanol a temperatura ambiente”, dijo el autor principal del estudio, Thomas Jaramillo, profesor asociado de Ingeniería Química de la Universidad de Stanford y de Ciencia Fotónica del Laboratorio Acelerador Nacional de Stanford.

El científico explica que, cuando el cobre es alimentado con electricidad, agua y dióxido de carbono, produce etanol. El problema es que también genera otros 15 compuestos simultáneamente, incluyendo productos de bajo valor, como metano y monóxido de carbono. Separar esos productos sería un proceso costoso.

Ahora, el siguiente paso para Jaramillo y su equipo es diseñar catalizadores de cobre que conviertan selectivamente el CO2 en etanol o propanol, con pocos subproductos o ninguno. Para ello, es necesario, primero, comprender cómo funcionan realmente estos catalizadores.

Átomos alineados en la superficie del cobre cristal (751). Ilustración: Christopher Hahn/SLAC National Accelerator Laboratory.

Los investigadores trabajan con tres tipos de cobre cristalino, conocidos como cobre 100, cobre 111 y cobre 751. Usan esos números para describir las geometrías de la superficie de los cristales. Para entender cómo afectan estas diferencias del cobre en el rendimiento electrocatalítico, colocaron los tres tipos de material en agua, los expusieron al CO2 y aplicaron cierta cantidad de corriente eléctrica. Observaron que el cobre 751 era mucho más selectivo a los productos líquidos, como el etanol y el propanol, que el cobre 100 y el 111.

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Los científicos aseguran que éste es un paso importante para la creación de mejores catalizadores que tengan el potencial de tomar dióxido de carbono como materia prima y convertirlo en productos valiosos usando electricidad o incluso luz solar directa.

La mayoría de los automóviles y camiones en Estados Unidos funciona con una mezcla de 90% de gasolina y 10% de etanol. En México, en casi todo su territorio, a partir del mes de junio de este año, la gasolina contiene hasta 10% de etanol (antes contenía sólo 5.8%). La excepción se encuentra en las zonas metropolitanas de la Ciudad de México, Monterrey y Guadalajara.

Lo anterior fue gracias a que la Comisión Reguladora de Energía (CRE) publicó, en el Diario Oficial de la Federación, las modificaciones a la norma oficial NOM-016, para homologar reglas en los combustibles nacionales y facilitar las importaciones desde Estados Unidos. La CRE asegura que estas medidas se ajustan a las normas de la Agencia de Protección Ambiental estadounidense.

Fuente:
https://energy.stanford.edu/
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