Crean un sistema piloto capaz de producir combustibles neutros en carbono a partir de la luz solar y el aire

La revolución energética pasa por los tejados: desde los techos del mundo la lluvia, la humedad atmosférica o la luz del sol pueden aprovecharse para obtener carburantes sostenibles, electricidad limpia e incluso, lograr edificios pasivos con una huella ambiental mucho más baja que hasta el momento. 

Los ingenieros de ETH Zurich han probado con éxito un sistema piloto capaz de producir combustibles a partir de la luz solar y el aire. 

Se trata de un dispositivo captura dióxido de carbono y agua de la atmósfera, emplea energía solar para convertirlo en gas de síntesis y lo transforma en combustible líquido que es esencialmente carbono neutral.

Los combustibles líquidos juegan un papel importante en la transición energética: imitan los hidrocarburos líquidos actuales, pero se producen a partir de fuentes renovables, como biomasa, productos de desecho agrícola o carbono que ya se encuentran en la atmósfera. 

Mientras no hay grandes cambios para transitar totalmente a la energía limpia, estos biocombustibles pueden reemplazar a los carburantes fósiles en motores e infraestructuras instaladas ya existentes. 

Luz solar y aire para fabricar combustibles líquidos

El exitoso estudio, publicado en la revista Nature, demuestra cómo se puede producir combustible neutro en carbono solamente a partir de la luz solar y el aire. Su huella ambiental es nula, ya que cuando el queroseno se quema, solamente libera el dióxido de carbono que su producción absorbió del aire.

El sistema consta de tres unidades: una unidad de captura directa de aire, una unidad solar redox y una unidad de gas a líquido. La primera sección aspira aire ambiental y extrae de la atmósfera el dióxido de carbono y el agua, canalizados en la segunda unidad, donde se aprovecha la energía solar para desencadenar las reacciones químicas necesarias para el proceso.

Un concentrador parabólico enfoca la luz en el reactor solar, creando temperaturas de 1.500 ° C. Una estructura de cerámica hecha de óxido de cerio dentro del reactor chupa el oxígeno del dióxido de carbono y el agua entrantes, produciendo hidrógeno y monóxido de carbono para el gas de síntesis.

El gas de síntesis en sí puede recolectarse para su uso, o conducirse a la tercera unidad, donde se canaliza para transformarse en hidrocarburos líquidos como queroseno o metanol.

Para experimentar con su nuevo sistema, los investigadores instalaron un pequeño sistema piloto de 5 kW en el techo de un edificio. Funcionando durante 7 horas al día con luz solar intermitente, el dispositivo pudo producir 32 mililitros de metanol cada día.

La prueba se saldó con éxito, y el sistema piloto podría escalarse a la producción comercial. En dimensiones más grandes, su estructura sería similar a una planta de energía solar térmica, con un campo de concentradores que enfocan la luz solar en una torre central. 

Según los cálculos de los científicos, una planta que emplee 10 de estos campos, cada uno de los cuales recolecte 100 MW de energía solar radiante, podría producir 95.000 litros de queroseno por día, suficiente para alimentar un Airbus A350 de Londres a Nueva York y viceversa.

Soñando alto, el equipo estima que se precisarían 45.000 kilómetros cuadrados de estas plantas solares para cubrir toda la demanda de queroseno que alimenta la industria de la aviación. 

La viabilidad a tal escala del proyecto es limitada por los altos costes iniciales, que elevarían la factura de estos carburantes por encima de los combustibles fósiles.