Hojas artificiales: inventan un dispositivo solar que convierte el CO2 en combustible limpio mediante procesos fotoquímicos – Noticias Ambientales

Informe sobre el Desarrollo de Hojas Artificiales para la Conversión de CO₂ y su Impacto en los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

Investigaciones recientes en la conversión de dióxido de carbono (CO₂) se han centrado en el desarrollo de una “hoja artificial” con capacidad para generar combustible limpio mediante procesos fotoquímicos. Esta tecnología, que utiliza luz solar y componentes orgánicos, representa un avance fundamental para la consecución de múltiples Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), especialmente en lo que respecta a la acción climática y la transición hacia una industria más sostenible.

Avances Tecnológicos y su Contribución a la Agenda 2030

Iniciativa de la Universidad de Cambridge: Un Impulso al ODS 7 y ODS 9

Un equipo de la Universidad de Cambridge, liderado por el profesor Erwin Reisner, ha desarrollado una hoja artificial que emula la fotosíntesis para producir formiato, un combustible limpio. Este avance contribuye directamente al ODS 7 (Energía asequible y no contaminante) al ofrecer una alternativa a los combustibles fósiles.

El sistema biohíbrido, compuesto por semiconductores orgánicos y enzimas bacterianas, opera de forma autónoma y estable, lo que representa una innovación clave para el ODS 9 (Industria, innovación e infraestructura). Al transformar el CO₂ en un insumo valioso, esta tecnología busca reducir la huella de carbono de la industria química, responsable de aproximadamente el 6% de las emisiones globales.

• Estabilidad operativa: El dispositivo ha demostrado un rendimiento estable superior a 24 horas consecutivas.
• Sostenibilidad del proceso: Utiliza soluciones simples de bicarbonato, evitando aditivos químicos complejos.
• Producción eficiente y limpia: Genera formiato con alta selectividad, que puede integrarse en cadenas de producción farmacéutica sin generar residuos, promoviendo el ODS 12 (Producción y consumo responsables).

Investigación en la Universidad de California, Berkeley: Hacia una Economía Circular

Paralelamente, un equipo de la Universidad de California, Berkeley, dirigido por Peidong Yang, ha creado un dispositivo solar que convierte CO₂ y agua en hidrocarburos como etileno y etano. Este sistema no solo aborda la captura de carbono en línea con el ODS 13 (Acción por el clima), sino que también promueve un modelo de economía circular.

El uso de glicerol en lugar de agua pura incrementa la eficiencia y genera subproductos de alto valor (glicerato, lactato, acetato) para las industrias cosmética y farmacéutica. Esta valorización de todos los productos del proceso es un ejemplo práctico de los principios del ODS 12.

Impacto Estratégico en los Objetivos de Desarrollo Sostenible

La tecnología de fotosíntesis artificial ofrece ventajas significativas que se alinean con la Agenda 2030:

1. Acción por el Clima (ODS 13): Su función principal es capturar y convertir CO₂, un gas de efecto invernadero, en productos útiles, contribuyendo directamente a la mitigación del cambio climático.
2. Industria Sostenible e Innovación (ODS 9): Sienta las bases para el desarrollo de refinerías químicas renovables, reduciendo la dependencia de materias primas fósiles y promoviendo una infraestructura industrial resiliente y sostenible.
3. Producción y Consumo Responsables (ODS 12): Al no generar subproductos de desecho y utilizar materiales menos contaminantes como los semiconductores orgánicos, fomenta patrones de producción más limpios y eficientes.
4. Energía Limpia (ODS 7): La capacidad de generar combustibles con un balance de carbono neutro posiciona esta tecnología como una herramienta clave para la transición energética global.

Desafíos y Perspectivas Futuras

A pesar del potencial demostrado, la implementación a gran escala de esta tecnología enfrenta desafíos técnicos, principalmente relacionados con el rendimiento y la durabilidad de los catalizadores. La optimización de estos componentes es crucial para su viabilidad comercial e industrial.

Las perspectivas futuras son prometedoras. Los equipos de investigación confían en que el perfeccionamiento de las técnicas de diseño permitirá ampliar la vida útil de los dispositivos y diversificar la producción de compuestos químicos. La captura de CO₂ directamente de la atmósfera o de plantas energéticas para su conversión en combustible limpio es el objetivo final, lo que consolidaría la fotosíntesis artificial como un pilar fundamental para alcanzar una economía de carbono neutro y cumplir con los compromisos del Acuerdo de París, en total sintonía con el ODS 13.

1. ¿Qué Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) se abordan o están conectados con los temas destacados en el artículo?

ODS 7: Energía asequible y no contaminante

• El artículo se centra en el desarrollo de una “hoja artificial” que utiliza “luz solar” para producir “combustible limpio”. Esto se alinea directamente con el objetivo de promover fuentes de energía renovables y limpias para reducir el impacto ambiental. La tecnología busca generar energía de una manera sostenible, imitando la fotosíntesis.

ODS 9: Industria, innovación e infraestructura

• La investigación descrita, proveniente de la Universidad de Cambridge y la Universidad de California, Berkeley, es un claro ejemplo de innovación científica y tecnológica. El objetivo es transformar la industria química, que “concentra alrededor del 6 % de las emisiones globales”, hacia procesos más sostenibles. El artículo habla del “potencial de escalabilidad hacia refinerías químicas basadas en recursos renovables”, lo que implica una modernización de la infraestructura industrial.

ODS 12: Producción y consumo responsables

• La tecnología propuesta busca reducir la dependencia de la industria química de “insumos derivados del petróleo” y “recursos fósiles”. Al convertir CO₂ en productos útiles “sin residuos adicionales” y utilizando “semiconductores orgánicos” que son “menos contaminantes”, se promueve un modelo de producción más sostenible y eficiente en el uso de los recursos.

ODS 13: Acción por el clima

• El núcleo de la tecnología es la “conversión del dióxido de carbono (CO₂)”, un gas de efecto invernadero. Al capturar CO₂ del aire o de fuentes industriales para convertirlo en combustible, la tecnología funciona como una herramienta de mitigación del cambio climático. El artículo menciona explícitamente la posibilidad de lograr un “balance neutro de carbono”, lo que es fundamental para la acción climática.

2. ¿Qué metas específicas de los ODS se pueden identificar en función del contenido del artículo?

ODS 7: Energía asequible y no contaminante

• Meta 7.2: Aumentar considerablemente la proporción de energía renovable en el conjunto de fuentes energéticas. La tecnología utiliza la luz solar, una fuente de energía renovable, para crear combustible, contribuyendo directamente a esta meta.
• Meta 7.a: Aumentar la cooperación internacional para facilitar el acceso a la investigación y la tecnología relativas a la energía limpia. El artículo destaca investigaciones de instituciones en el Reino Unido (Cambridge) y Estados Unidos (Berkeley), mostrando el avance de la investigación en este campo a nivel internacional.

ODS 9: Industria, innovación e infraestructura

• Meta 9.4: Modernizar la infraestructura y reconvertir las industrias para que sean sostenibles, utilizando los recursos con mayor eficacia y promoviendo la adopción de tecnologías y procesos industriales limpios. El desarrollo de “refinerías químicas renovables” y sistemas que evitan “materiales tóxicos” es un ejemplo directo de esta meta.
• Meta 9.5: Aumentar la investigación científica y mejorar la capacidad tecnológica de los sectores industriales. Todo el artículo se basa en avances científicos (“estudio, publicado en la revista Cell”, “investigación, difundida por MIT Technology Review”) que buscan mejorar la tecnología para su futura aplicación industrial.

ODS 12: Producción y consumo responsables

• Meta 12.2: Lograr la gestión sostenible y el uso eficiente de los recursos naturales. La tecnología busca “reducir la presión sobre los recursos fósiles” al ofrecer una alternativa a los insumos derivados del petróleo.
• Meta 12.4: Lograr la gestión ecológicamente racional de los productos químicos y de todos los desechos a lo largo de su ciclo de vida. El artículo destaca que el proceso de Cambridge produce formiato “sin residuos adicionales” y el de Berkeley genera subproductos con aplicaciones en cosmética y farmacéutica, promoviendo una economía circular y reduciendo los desechos tóxicos.

ODS 13: Acción por el clima

• Meta 13.3: Mejorar la educación, la sensibilización y la capacidad humana e institucional respecto de la mitigación del cambio climático. La publicación y difusión de estas investigaciones contribuyen a la sensibilización y al desarrollo de capacidades técnicas para abordar el cambio climático mediante la captura y utilización de carbono.

3. ¿Hay algún indicador de los ODS mencionado o implícito en el artículo que pueda usarse para medir el progreso hacia los objetivos identificados?

ODS 7: Energía asequible y no contaminante

• Indicador 7.2.1 (Proporción de la energía renovable en el consumo final total de energía): Aunque no se dan cifras, el éxito de esta tecnología se mediría por su capacidad para generar “combustible limpio” a partir de la “luz solar”, lo que aumentaría directamente esta proporción. La “alta eficiencia” en la producción de formiato es una métrica clave mencionada en el texto.

ODS 9: Industria, innovación e infraestructura

• Indicador 9.4.1 (Emisiones de CO₂ por unidad de valor añadido): El artículo menciona que “la industria química concentra alrededor del 6 % de las emisiones globales”. La tecnología propuesta tiene como objetivo reducir estas emisiones al crear una “base energética sin emisiones” y un “balance neutro de carbono”. El progreso se podría medir directamente por la reducción de las emisiones de CO₂ en los procesos que adopten esta tecnología.

ODS 12: Producción y consumo responsables

• Indicador 12.2.2 (Consumo nacional de materias): El artículo implica una reducción en el consumo de “recursos fósiles” e “insumos derivados del petróleo”. El éxito de la tecnología se podría medir por la disminución en la dependencia de estas materias primas no renovables en la industria química.

ODS 13: Acción por el clima

• Indicador 13.2.2 (Total de emisiones de gases de efecto invernadero por año): El propósito central de la tecnología es la “conversión del dióxido de carbono (CO₂)”. El progreso se mediría por la cantidad de CO₂ que estos dispositivos pueden capturar y convertir, ya sea “procedente del aire o de plantas energéticas”, contribuyendo a la reducción neta de las emisiones globales.

4. Tabla de ODS, metas e indicadores

Fuente: noticiasambientales.com