Los investigadores del Instituto INAMAT2 de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) han conseguido un importante avance desarrollando un nuevo método que utiliza catalizadores heterogéneos para producir metano a partir de dióxido de carbono (CO₂) utilizando luz como fuente de energía.
Además, han realizado pruebas con iluminación natural y han conseguido altas cantidades de metano utilizando solo la luz del sol para iniciar la reacción química. Esto representa un gran avance hacia la producción de combustibles limpios, ya que el metano solar obtenido puede ser una alternativa al gas natural.
Los catalizadores son materiales que ayudan a que una reacción química ocurra en condiciones más suaves, como temperaturas o presiones más bajas, sin consumirse. Los fotocatalizadores heterogéneos que utilizan los investigadores de la UPNA están hechos de rutenio fijado en óxidos metálicos como titanio, circonio y cerio.
Estos fueron expuestos a luz solar concentrada para realizar la llamada reacción de Sabatier, lo que permitió producir metano a partir de dióxido de carbono sin necesidad de energía adicional para alcanzar la temperatura de reacción. Esto demuestra que los catalizadores son viables en condiciones de luz real, lo que significa que esta tecnología puede funcionar bien en situaciones cotidianas.
Otra parte interesante de este trabajo es que los investigadores de la UPNA han logrado analizar por separado los efectos de la fotocatálisis y la termocatálisis provocados por la radiación solar.
Esto significa que la luz solar no solo proporciona calor, ayudando a alcanzar las temperaturas necesarias, sino que también activa los electrones en los fotocatalizadores para que participen en la reacción química.
La combinación de ambas se llama foto-termocatálisis, una nueva área dentro de la catalización heterogénea, que mejora el uso de la radiación solar en comparación con los fotocatalizadores tradicionales.
El equipo ha podido identificar las características de los materiales y las condiciones que favorecen estos efectos, lo cual es esencial para mejorar esta tecnología y hacerla competitiva en el futuro.
En el actual contexto de crisis climática, causada por el aumento del dióxido de carbono en la atmósfera, las tecnologías de captura y uso de CO₂ se presentan como una alternativa para producir combustibles limpios mientras se reduce la cantidad de este gas en el aire. La reacción de Sabatier, conocida desde hace más de un siglo, ha cobrado interés recientemente porque permite combinar dióxido de carbono e hidrógeno para producir metano y agua.
Para que este metano sea considerado un combustible limpio, el hidrógeno debe provenir de fuentes renovables. El método más desarrollado para obtener hidrógeno renovable es la electrólisis del agua, que separa el agua en hidrógeno y oxígeno mediante corriente eléctrica. Si la electricidad utilizada proviene de fuentes renovables como la solar, eólica o hidroeléctrica, el hidrógeno se denomina “hidrógeno verde”. El metano producido en la reacción de Sabatier será un combustible limpio con propiedades y aplicaciones similares al gas natural. Además, este metano solar tiene un gran potencial no solo como combustible limpio, sino también como transportador de hidrógeno, utilizando las infraestructuras existentes para el transporte de gas natural.
El artículo que detalla esta investigación ha sido publicado en la revista “Applied Catalysis B: Environment and Energy”, que es una de las más influyentes en el campo de la ingeniería medioambiental.
