El año 2016 ha marcado un antes y un después en la lucha contra el cambio climático. El Acuerdo de París, firmado en diciembre de 2015 por unos 200 países, entró en vigor para poner en marcha los compromisos medioambientales más ambiciosos hasta el momento.
El acuerdo busca rebajar las emisiones de CO2 para limitar el calentamiento global y esta disminución tiene como elemento clave el empleo de las energías renovables. Y aunque las inversiones en energías renovables en el mundo han aumentado y que cada vez son más eficientes y asequibles, en la actualidad estas no satisfacen la demanda energética a nivel mundial.
La ciencia ha considerado las limitaciones de las energías renovables, la necesidad de un almacenamiento más barato de las mismas y sistemas más eficaces para capturar los gases del efecto invernadero. Un artículo publicado en la revista Technology del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) ha recopilado los avances científicos más prometedores del 2016.
Gasolina con fotosíntesis artificial
El proceso para sustituir la gasolina y otros combustibles fósiles de los medios de transporte sigue siendo lento, pero existe la posibilidad de crear un tipo de combustible líquido parecido a la gasolina partiendo del uso de fotosíntesis artificial. Este consiste en imitar el método de la naturaleza que permite a las plantas convertir al dióxido de carbono, la luz solar y el agua en combustible.
Científicos de la Universidad de Harvard (EEUU) desarrollaron el pasado verano un combustible líquido a partir de la fotosíntesis artificial denominado hoja biónica que es capaz de captar y convertir el 10% de la energía de la luz solar, con un rendimiento 10 veces mayor que la fotosíntesis de una planta normal.
Se trata de un sistema de catalizadores hechos de una aleación de cobalto y fósforo que divide el agua en hidrógeno y oxígeno. Después, ponen a trabajar a unas bacterias específicamente modificadas. Estas engullen el dióxido de carbono y el hidrógeno y los convierten en combustible líquido.
Energía solar termofotovoltaica
El propio Instituto Tecnológico de Massachusetts anunció la pasada primavera un importante avance para superar los límites actuales de la energía fotovoltaica convencional empleada por los paneles solares. Lo que éstos hacen es absorber la energía de una parte del espectro de colores de la luz solar, principalmente el espectro de luz visible desde la violeta hasta la roja.
Además en el MIT han ido más alla y han incorporado un componente intermediario hecho de nanotubos de carbono y cristales nanofotónicos que, como si fueran un embudo, capturan la energía de todo el espectro de colores, incluidas las ondas ultravioletas e infrarrojas y las convierten en energía térmica.
Células de perovskita
Las células solares de silicio, que se emplean habitualmente para transformar la luz del sol en energía eléctrica, pero tienen tres importantes limitaciones: están hechas de un material difícil de conseguir, son pesadas y rígidas y tienen una determinada durabilidad.
En 2016 se ha potenciado la investigación de un nuevo tipo de células de captación de energía solar, llamadas perovskitas. Se trata de una clase amplia de materiales en los que las moléculas orgánicas hechas en su mayoría de uniones de carbono e hidrógeno con un metal (como el plomo), y un halógeno (como el cloro), para formar un cristal tridimensional.
Resultan mucho más baratas, no generan emisiones en su fabricación, son ligeras, versátiles y maleables, son más eficientes y se está trabajando para que su durabilidad, que ya es más alta que la del silicio, sea aún mayor.
Almacenaje de Carbono
El mundo produce casi 40.000 millones de toneladas de dióxido de carbono cada año, según el informe del National Oceanic and Atmospheric Administration de EEUU. Para cumplir con el objetivo principal del Acuerdo de París, la reducción de las emisiones, hay que tener en cuenta que la generación de electricidad es responsable de la producción de un porcentaje importante de gases estimado entre un 30 y un 40 %, según datos del MIT.
En 2016 se han puesto a prueba ciertos sistemas, como las células de combustible de carbonatos fundidos, que permiten absorber el CO2 de dichas emisiones. Sin embargo, los científicos han seguido cuestionándose que hacer con este gas una vez capturado.
Desde 2012, en Islandia funciona el proyecto CarbFix de la empresa Reykjavik Energy, que ha optado por el método de enterrar el dióxido de carbono y allí convertirlo en piedra. Para lograrlo inyectan el gas junto con agua a grandes profundidades para que al entrar en contacto con las piedras basálticas y volcánicas que abundan en la zona, dichas sustancias acaben por solidificarse. Según un estudio posterior publicado en la revista Science en 2016, el 95% del dióxido de carbono se había mineralizado en menos de dos años.
Reciclar el CO2 en etanol
El Laboratorio Nacional Oak Ridge que pertenece al Departamento de Energía de EEUU ha desarrollado un catalizador a partir de cobre, carbono y nitrógeno, con una superficie texturizada, que logra convertir una solución de CO2 en etanol, según publicaron en Chemistry Select.
Los materiales para este proceso son baratos, y el reciclaje se puede realizar a temperatura ambiente, por lo que puede resultar rentable en su futura puesta en el mercado. Pero no solo eso, el proceso podría permitir también almacenar energía sobrante de la generación de electricidad solar y eólica, aunque por ahora solo en teoría.
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