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SCI-INNOVACIÓN

Descubrimiento logra convertir dióxido de carbono en plástico

El dióxido de carbono es una gas con origen tanto natural como producido por las actividades humanas, con consecuencias importantes en la calidad del aire que respiramos y en la contaminación atmosférica, por lo que en la última década se ha estudiado la posibilidad de convertir el dióxido de carbono en etileno.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Illinois, Chicago (UIC) ha descubierto cómo convertir el 100% del dióxido de carbono capturado de los gases industriales en etileno puro, que es la piedra angular en la generación de los productos plásticos. El proceso se hizo por medio de la electrólisis con otros combustibles basados en el carbono y el oxígeno como subproductos.

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Imagen: ShutterStock

El proceso para obtener etileno

Los hallazgos publicados en la pagina Cell Reports Physical Science explican cómo el proceso puede convertir hasta 6 toneladas métricas de dióxido de carbono en 1 tonelada métrica de etileno, siendo así posible reciclar casi todo el dióxido de carbono capturado.

De acuerdo con Menees Singh, su equipo ha superado el objetivo de carbono neto cero de otras tecnologías de captura y conversión de carbono, ya que realmente reduce la producción total de dióxido de carbono de la industria, puesto que de otra manera estas toneladas de CO2 serían liberadas a la atmósfera.

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Ya han existido distintos métodos para llevar a cabo este proceso, pero sólo se había logrado convertir un 10% de las emisiones de CO2 en etileno, para después ser sometido a un proceso con combustibles fósiles para la separación del dióxido de carbono.

Imagen: ShutterStock

En el método utilizado en la Universidad de Illinois, Chicago (UIC), se pasa una corriente eléctrica por medio de una célula, la cual está compuesta por el dióxido de carbono capturado y por una solución a base de agua. Un catalizador electrificado atrae a lo átomos de hidrógeno cargados con moléculas de agua hacia la otra mitad de la unidad, en donde se combinarán con los átomos de carbono cargados de moléculas de CO2 para finalmente así formar etileno.

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La obtención de etileno no fue el único logro de los científicos detrás de esta investigación, sino que también han sido capaces de producir distintos productos ricos en carbono a través de este método de electrólisis. A su vez, lograron una eficiencia de conversión de energía solar bastante alta, convirtiendo el 10% de la energía de los paneles solares en productos de carbono.

Esta cifra esta por encima de la norma del estado de la técnica, la cual es del 2%. Para todo el etileno que produjeron, la eficiencia de conversión de la energía solar fue cerca del 4%, aproximadamente la misma tasa que la fotosíntesis.

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Imagen: ShutterStock

¿Beneficios o consecuencias de la obtención de etileno?

El etileno es usado para crear productos plásticos para las industrias del envasado, la agricultura y la industria automotriz, pero también ayuda a la producción de productos químicos utilizados en anticongelantes, esterilizadores médicos y revestimientos de vinilo para las casa, por lo que su obtención no es algo completamente malo e inclusive puede llegar a tener varios beneficios.

Suele ser fabricado mediante un proceso llamado craqueo al vapor con enormes cantidades de calor, este proceso genera cerca de 1.5 toneladas métricas de emisiones de carbono por cada tonelada de etileno creada. Pero si comparamos esta cifra con las grandes cantidades que producen las fábricas, las cuales son 160 millones de toneladas de etileno al año y por tanto 260 millones de toneladas de emisiones de dióxido de carbono en el mundo, este proceso puede inclusive ayudar al medio ambiente, pues se estaría convirtiendo un gas contaminante en un gas que sirve para la creación de utensilios capaces de cubrir necesidades humanas.

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Referencias: Sing, M. (2022). CO2-free high-purity ethylene from electroreduction of CO2 with 4% solar-to-ethylene and 10% solar-to-carbon efficiencies. Cell Reports Physical Science, DOI

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