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Nueva síntesis de plásticos

Un componente esencial podría fabricarse a partir de fuentes de carbono existentes.

Prototipo de un catalizador que sintetiza etileno a partir de CO2. [TYLER IRVING, UNIVERSIDAD DE INGENIERÍA DE TORONTO]

El etileno es el producto químico industrial más demandado del mundo. Los consumidores y los fabricantes requieren 150 millones de toneladas cada año, la mayoría de las cuales acaban convertidas en innumerables productos plásticos que pasan a formar parte de aparatos electrónicos o de tejidos, entre otros. Para obtenerlo, las industrias petroquímicas descomponen los hidrocarburos del gas natural en un proceso que consume enormes cantidades de calor y energía y que contribuye a las emisiones responsables del cambio climático.

En fecha reciente se ha logrado sintetizar el etileno combinando dióxido de carbono gaseoso con agua y moléculas orgánicas sobre la superficie de un catalizador de cobre en el seno de un electrolizador, un aparato que acelera las reacciones químicas con ayuda de la electricidad. Descrito el pasado noviembre en la versión en línea de Nature, el proceso podría abrir el camino hacia el aprovechamiento del dióxido de carbono como materia prima para la fabricación de productos químicos y de posibles combustibles, lo cual reduciría a la par nuestra dependencia de los combustibles fósiles y las emisiones industriales de carbono.

El descubrimiento arranca del trabajo publicado el año pasado por Ted Sargent, ingeniero de la Universidad de Toronto, que describía un proceso similar que requirió más electricidad y, en general, fue menos eficiente. De modo que Sargent buscó la ayuda de investigadores del Instituto de Tecnología de California, quienes son «cinturones negros en el diseño y la síntesis de moléculas».

Los químicos del Caltech Jonas Peters y Theodor Agapie y sus colaboradores experimentaron con moléculas orgánicas que pudieran ser incorporadas al catalizador de cobre. La candidata perfecta resultó ser una sal de arilpiridinio, explica Sargent: sobre el cobre formó una película insoluble en agua que orientaba las moléculas de dióxido de carbono de tal modo que estas reaccionaban más fácilmente entre sí, sin ralentizar la reacción. Se generaba así más etileno, con menos subproductos, como el metano o el hidrógeno.

Con todo, el proceso tendrá que ganar en eficiencia antes de ser comercializado y tomar el carbono de instalaciones que lo generen, como las centrales eléctricas de gas o carbón. La reducción de los costes energéticos, algo ya posible con las fuentes de energía renovables como la eólica, también contribuiría a su viabilidad.

«Se trata de un avance importante», según Randy Cortright, asesor de investigación en el Laboratorio Nacional de Energías Renovables en Golden, Colorado, ajeno al estudio. En su opinión, el resultado «va a interesar a muchísima gente, que podrá tomarlo como punto de partida para la mejora».

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