La energía solar acaba de dar un salto histórico con un nuevo dispositivo convierte CO₂ en combustible limpio y pone en jaque a la industria química – Gizmodo en Español

Informe sobre Innovaciones en la Conversión de CO₂ y su Impacto en los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

La investigación científica ha logrado un avance significativo en la lucha contra el cambio climático mediante el desarrollo de dispositivos solares que transforman el dióxido de carbono (CO₂) en productos químicos y combustibles útiles. Estas tecnologías, inspiradas en la fotosíntesis natural, no solo ofrecen una solución para reducir los gases de efecto invernadero, sino que también se alinean directamente con múltiples Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), promoviendo un modelo de producción y consumo más responsable.

Desarrollo de una Hoja Artificial para la Producción de Combustible Limpio

Descripción de la Tecnología y Proceso

Investigadores de la Universidad de Cambridge han desarrollado una “hoja artificial” que convierte CO₂, agua y luz solar en formiato, un combustible limpio y un compuesto químico base. Este sistema destaca por su eficiencia y sostenibilidad, al operar sin aditivos ni catalizadores tóxicos.

• Componentes Clave: El dispositivo integra semiconductores orgánicos con enzimas extraídas de bacterias.
• Mecanismo de Acción: Utiliza la luz solar para impulsar reacciones químicas específicas que convierten el CO₂ en formiato de alta pureza.
• Rendimiento Sostenido: Gracias a una matriz de titanio porosa que estabiliza las enzimas, el dispositivo puede operar de manera autónoma por más de 24 horas, un hito para los materiales orgánicos.
• Medio de Reacción Seguro: Funciona con soluciones de bicarbonato, eliminando la necesidad de productos químicos peligrosos.

Contribuciones a los Objetivos de Desarrollo Sostenible

Esta innovación impacta positivamente en varios ODS de la Agenda 2030:

1. ODS 7 (Energía asequible y no contaminante): Al generar formiato, un combustible limpio, a partir de luz solar, se promueve el acceso a fuentes de energía renovables y se reduce la dependencia de los combustibles fósiles.
2. ODS 12 (Producción y consumo responsables): La tecnología encarna los principios de la economía circular al transformar un residuo (CO₂) en un recurso valioso. La ausencia de subproductos indeseados y catalizadores tóxicos garantiza un proceso de producción limpio y sostenible.
3. ODS 13 (Acción por el clima): El objetivo principal del dispositivo es capturar y convertir CO₂, uno de los principales gases de efecto invernadero, contribuyendo directamente a la mitigación del cambio climático.
4. ODS 9 (Industria, innovación e infraestructura): Representa una innovación disruptiva con potencial para transformar la industria química, permitiendo la síntesis de productos farmacéuticos y otros compuestos sin generar residuos adicionales y fomentando una infraestructura industrial resiliente y sostenible.

Avances en la Conversión de CO₂ a Hidrocarburos Industriales

Mecanismo y Componentes del Sistema

Paralelamente, un equipo de la Universidad de California en Berkeley ha desarrollado un sistema que convierte CO₂ y agua en hidrocarburos como etileno y etano, fundamentales para la industria del plástico. Este enfoque también se basa en la energía solar, pero utiliza un conjunto diferente de materiales.

• Catalizadores: Emplea estructuras de cobre con forma de “flores metálicas” para impulsar la conversión molecular.
• Captura de Luz: Utiliza nanocables de silicio para absorber la energía solar.
• Eficiencia Mejorada: El uso de glicerol en lugar de agua pura aumenta la eficiencia y genera subproductos de alto valor como glicerato, lactato y acetato, útiles en las industrias cosmética y farmacéutica.

Alineación con los Objetivos de Desarrollo Sostenible

Aunque se encuentra en una fase más temprana, este sistema también presenta un gran potencial para avanzar en la agenda de sostenibilidad:

1. ODS 9 (Industria, innovación e infraestructura): Ofrece una ruta alternativa y sostenible para la producción de materias primas industriales, reduciendo la huella de carbono de la fabricación de plásticos y otros productos derivados del petróleo.
2. ODS 12 (Producción y consumo responsables): Al igual que la hoja artificial, convierte el CO₂ en un recurso y, además, valoriza sus subproductos, maximizando la eficiencia de los recursos y minimizando los residuos.

Perspectivas Futuras: Hacia una Economía Circular del Carbono

Desafíos y Potencial de Escalabilidad

Ambas tecnologías enfrentan desafíos relacionados con la durabilidad de los catalizadores y la consistencia de la producción para su implementación a escala industrial. Sin embargo, la investigación se centra en mejorar la estabilidad de los componentes para lograr operaciones continuas durante semanas o meses.

Impacto Global en la Agenda 2030

Estos avances representan una vía tangible hacia un futuro donde el CO₂ capturado se convierta en la materia prima para una nueva generación de industrias limpias. El desarrollo de “refinerías renovables” podría redefinir los modelos de producción y consumo a nivel global.

• Combustibles Carbono-Neutro: La capacidad de generar combustibles a partir de CO₂ atmosférico es fundamental para descarbonizar el transporte y la energía, apoyando el ODS 7 y el ODS 13.
• Industria Química Sostenible: La producción de químicos sin depender de derivados del petróleo y sin generar residuos peligrosos transformaría un sector clave, en línea con el ODS 9 y el ODS 12.
• Innovación para el Desarrollo Sostenible: Estas tecnologías demuestran que la inversión en investigación y desarrollo es crucial para encontrar soluciones a los desafíos ambientales más apremiantes del planeta.

¿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 describe el desarrollo de una tecnología que utiliza luz solar para convertir dióxido de carbono (CO₂) en formiato, un “combustible limpio”. Este proceso representa una nueva vía para la producción de energía renovable, alineándose directamente con el objetivo de fomentar fuentes de energía sostenibles y reducir la dependencia de los combustibles fósiles.

• ODS 9: Industria, Innovación e Infraestructura

  La investigación de la Universidad de Cambridge y de la Universidad de California en Berkeley es un claro ejemplo de innovación científica y tecnológica. El desarrollo de “hojas artificiales” y nuevos catalizadores para transformar CO₂ en productos químicos y combustibles promueve la modernización de la industria química hacia procesos más limpios y sostenibles, reduciendo su huella ambiental y su dependencia del petróleo.

• ODS 12: Producción y Consumo Responsables

  La tecnología aborda este objetivo al proponer un modelo de producción que transforma un residuo (CO₂) en un recurso valioso. El artículo destaca que el sistema “reduce la presión sobre los recursos fósiles” y “elimina la necesidad de catalizadores inorgánicos que generan residuos peligrosos”. Esto fomenta un ciclo de producción más circular y ecológicamente racional.

• ODS 13: Acción por el Clima

  Este es el objetivo más directamente relacionado. El propósito fundamental de la tecnología es “reducir la presencia de dióxido de carbono en la atmósfera”, uno de los principales gases de efecto invernadero responsables del calentamiento global. Al capturar y convertir CO₂, esta innovación contribuye directamente a la mitigación del cambio climático.

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

• Meta 7.2: Aumentar considerablemente la proporción de energía renovable en el conjunto de fuentes energéticas.

  La creación de un combustible como el formiato a partir de luz solar, agua y CO₂ es una forma de generar energía renovable. La implementación a gran escala de esta tecnología contribuiría a diversificar la matriz energética con fuentes más limpias.

• 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 artículo describe una tecnología que podría “redefinir por completo la forma en que producimos combustibles y químicos”. Al ofrecer una alternativa a los procesos basados en petróleo y generar “insumos puros” sin “subproductos indeseados”, se alinea perfectamente con la reconversión industrial hacia la sostenibilidad.

• 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 sistema funciona “sin aditivos ni catalizadores tóxicos” y permite sintetizar sustancias “sin generar residuos adicionales”. Esto aborda directamente la necesidad de una gestión química más segura y la minimización de residuos peligrosos en la industria.

• Meta 13.3: Mejorar la educación, la sensibilización y la capacidad humana e institucional respecto de la mitigación del cambio climático.

  Aunque el artículo no trata sobre educación directamente, la investigación y el desarrollo de estas tecnologías aumentan la capacidad científica y tecnológica para mitigar el cambio climático. La difusión de estos avances, como lo hace el artículo, contribuye a la sensibilización sobre nuevas soluciones al problema del CO₂.

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

• Indicador 7.2.1 (Implícito): Proporción de la energía renovable en el consumo final total de energía.

  El éxito de esta tecnología se mediría por su capacidad para producir “combustible de carbono neutro” a una escala que contribuya significativamente al consumo total de energía, aumentando así la proporción de fuentes renovables.

• Indicador 9.4.1 (Implícito): Emisiones de CO₂ por unidad de valor añadido.

  La tecnología está diseñada para ser carbono-negativa o neutra, ya que utiliza CO₂ como materia prima. Su adopción en la industria química, que “concentra cerca del 6% de las emisiones globales”, reduciría directamente las emisiones de CO₂ asociadas a la producción de químicos y otros materiales.

• Indicador 12.4.2 (Implícito): Desechos peligrosos generados por habitante y proporción de desechos peligrosos tratados.

  El artículo enfatiza que el proceso evita “catalizadores tóxicos” y “residuos peligrosos”. Por lo tanto, un indicador de su éxito sería la reducción medible de la cantidad de residuos peligrosos generados por la industria química.

• Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (Implícito, relacionado con ODS 13).

  El objetivo principal es “reducir la presencia de dióxido de carbono en la atmósfera”. El progreso se mediría directamente por la cantidad de CO₂ que esta tecnología puede capturar y convertir, contribuyendo a la reducción neta de las emisiones globales de gases de efecto invernadero.

ODS, metas e indicadores

Fuente: es.gizmodo.com