Un nuevo proceso es capaz de convertir CO2 en materia prima para plásticos
13 septiembre, 2022
Los procesos industriales tienen una gran cantidad de desechos, uno de ellos es el dióxido de carbono (CO2). Tras más de una década de investigación, un equipo de investigación estadounidense desarrolló un proceso capaz de reciclarlo casi en su totalidad.
El resultado es etileno, que es un componente clave en la elaboración de plásticos. Los resultados se publicaron en la revista científica Cell https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(22)00347-2Reports Physical Science.
Una propuesta para reutilizar un gas de efecto invernadero
El equipo de investigadores de la Universidad de Chicago Illinois (UIC) ha trabajado con CO2 desde hace más de 10 años. Su objetivo es obtener hidrocarburos a partir de este gas de efecto invernadero. Su sistema se basa en electrólisis para obtener un etileno de alta pureza.
Junto con el etileno se obtienen algunos subproductos. Entre ellos hay otros hidrocarburos y oxígeno. Este proceso obtiene una tonelada métrica de etileno a partir de 6 toneladas métricas de dióxido de carbono.
Gracias a que el proceso funciona a partir de electricidad, es posible usar energía de fuentes renovables para convertirlo en una actividad con cero emisiones de carbono. "Es un negativo neto", explica Meenesh R. Singh, del Departamento de Ingeniería Química de la UIC. "Por cada tonelada de etileno producida, estás tomando 6 toneladas de CO2 de fuentes puntuales que de otro modo serían liberadas a la atmósfera", señala Singh, quien aparece como autor principal del estudio.
Los investigadores de la UIC proponen un sistema electrolítico. A través de una celda circula una corriente eléctrica. La mitad de esta celda contiene dióxido de carbono capturado. La otra mitad contiene una solución a base de agua. Un catalizador electrificado extra hidrógeno del agua. La celda está separada por una membrana donde se combinan átomos de carbono cargados con moléculas de dióxido de carbono. De esta manera se forma el etileno.
El proceso convencional para obtener etileno también es altamente contaminante. Ocupa el tercer lugar entre los químicos manufacturados que generan más emisiones de dióxido de carbono, antes de él aparecen el amonio y el cemento. El etileno se usa para fabricar plásticos comunes en los empaques pero no es su único uso. La agricultura y la industria automotriz también recurren a él. Se usa como materia prima para elaborar químicos que sirven como anticongelantes, esterilizadores médicos y revestimientos vinílicos.
La forma usual para producir el etileno es a partir de craqueo térmico. En este proceso se requieren temperaturas muy altas. Por cada tonelada de etileno creado se generan 1.5 toneladas de emisiones de carbono. En promedio, la producción anual de etileno es de 160 millones de toneladas. Si pensamos únicamente en dióxido de carbono, la producción mundial de etileno deja 260 millones de toneladas al año.
De implementar este nuevo proceso se reducirían las emisiones de gases de efecto invernadero. Entre sus ventajas está una alta eficiencia de conversión energética. El etileno que se obtiene a partir de este método tiene una conversión de energía solar de 4%, un rango similar al que se obtiene mediante la fotosíntesis.
Si bien, los plásticos no son los materiales más amigables con el medio ambiente, obtenerlo mediante procesos menos contaminantes representa un gran avance en el combate al cambio climático.