Un nuevo método desarrollado en China permite producir un 98% de oxígeno a partir de dióxido de carbono (CO2) y puede allanar el camino para futuras misiones a Marte.

Esta tecnología tiene potencial para crear hábitats submarinos y desarrollar sistemas avanzados de purificación del aire.

Un nuevo dispositivo electroquímico puede dividir directamente el dióxido de carbono (CO2) en carbono y oxígeno puro.

El equipo de la Nanjing University (China) afirma que esta técnica podría resultar beneficiosa para producir oxígeno de forma eficiente en entornos extremos como los submarinos de la Tierra e incluso en Marte.

Es interesante señalar que el nuevo dispositivo elimina la necesidad de las estrictas condiciones de presión y temperatura que suelen requerirse para este tipo de reacciones.

Los investigadores mencionaron en un comunicado de prensa:

“Si la energía necesaria procede de energías renovables, este método allana el camino hacia la neutralidad de carbono. Al mismo tiempo, es un método práctico y controlable para la producción de O2 a partir de CO2 con un amplio potencial de aplicación: desde la exploración de Marte y el suministro de oxígeno para trajes espaciales hasta el soporte vital subacuático, las máscaras respiratorias, la purificación del aire interior y el tratamiento de residuos industriales”.

Un nuevo método produce un 98% de oxígeno

Las plantas realizan la fotosíntesis, convirtiendo el CO2 en oxígeno y glucosa. El proceso depende de átomos de hidrógeno que actúan como agentes mediadores.

Durante años, los científicos han luchado por reproducir artificialmente esta reacción en condiciones moderadas.

Investigadores de la Nanjing University, en colaboración con la Fudan University, han desarrollado una nueva técnica para dividir directamente el CO2 en carbono y oxígeno. A diferencia de los métodos tradicionales, que dependen del hidrógeno, su proceso utiliza litio como intermediario clave.

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Cómo funciona

Los investigadores diseñaron un novedoso dispositivo electroquímico para conseguir la división directa del CO2. El dispositivo consta de un cátodo de gas con un catalizador a nanoescala de rutenio y cobalto y un ánodo metálico de litio.

El funcionamiento es el siguiente. Cuando se introduce CO2 en el cátodo, se somete a una reducción electroquímica en dos etapas facilitada por el litio. En primer lugar, el CO2 reacciona con el litio para formar carbonato de litio (Li2CO3).

Posteriormente, este carbonato de litio reacciona aún más, dando lugar a la producción de óxido de litio (Li2O) y carbono elemental.

Por último, mediante un proceso de oxidación electrocatalítica, el óxido de litio (Li2O) generado se convierte de nuevo en iones de litio, liberando gas oxígeno (O2) como subproducto. Este proceso transforma eficazmente el CO2 en carbono y oxígeno utilizables.

El catalizador optimizado consigue un rendimiento de oxígeno superior al 98.6 por ciento.

El equipo informa en un comunicado de prensa:

“El uso de un catalizador RuCo optimizado permite obtener un rendimiento muy alto de O2, superior al 98,6 por ciento, superando significativamente la eficiencia de la fotosíntesis natural”.

Ideal para la atmósfera marciana

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La tecnología de división de CO2 recientemente desarrollada demuestra su versatilidad al funcionar con éxito no sólo con dióxido de carbono puro, sino también con una serie de gases mezclados.

Esto incluye gases de combustión simulados, que imitan las emisiones industriales, una mezcla de CO2 y oxígeno, e incluso una atmósfera marciana simulada.

La delgada atmósfera marciana está compuesta predominantemente por CO2, con una presión inferior al uno por ciento de la presión atmosférica de la Tierra.

Con el fin de simular este entorno para probar la tecnología de división del CO2, los investigadores crearon una mezcla de gases compuesta por argón y una concentración muy baja (1 por ciento) de CO2. Sin embargo, el equipo no ha revelado la cantidad de oxígeno generada en condiciones similares a las marcianas.

Si esta tecnología funciona bien, podría ayudar a los futuros exploradores humanos en Marte.

Además, esta tecnología podría servir para construir hábitats submarinos y desarrollar sistemas avanzados de purificación del aire.

Los hallazgos de la investigación titulada “Artificial Carbon Neutrality Through Aprotic CO2 Splitting” han sido publicados en la revista Angewandte Chemie.

[FT: onlinelibrary.wiley]

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