31 January, 2023 Revista Digital sobre Patentes, Marcas y Propiedad Intelectual

El mejor biocombustible está en el aire

Por Israel Pérez Valencia

Santiago de Querétaro, Querétaro. (Agencia Informativa Conacyt).- Investigadores del grupo de Procesos Sustentables de Producción de Bioenergéticos de la Facultad de Química de la Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ) desarrollan un proyecto enfocado en utilizar el dióxido de carbono (CO2) presente en la atmósfera para transformarlo, mediante un proceso de fotocatálisis, en biocombustibles.

El proyecto está a cargo del coordinador de la maestría en ciencias de la energía de las facultades de Química e Ingeniería, José Santos Cruz, y de la profesora investigadora y jefa de la División de Investigación y Posgrado de la Facultad de Química, Claudia Gutiérrez Antonio, quien aseguró que esta iniciativa busca disminuir la emisión de gases de efecto invernadero, así como su impacto en el cambio climático.

Dr. Jose Santos Cruz y Claudia Gutierrez Antonio 3Dr. José Santos Cruz y Claudia Gutiérrez Antonio.“El proyecto nace como una alternativa para la reducción de emisiones de CO2; es bien conocido que  tenemos el problema del cambio climático, principalmente por la acumulación de gases de efecto invernadero en la atmósfera que, entre otras cosas, provoca cambios de temperatura impredecibles. De acuerdo con algunos reportes internacionales, se estima que se tiene que reducir aproximadamente 70 por ciento las emisiones de dióxido de carbono para que la temperatura terrestre no aumente dos grados más en los próximos años”, advirtió.

Gutiérrez Antonio, quien pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) con nivel I del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), detalló que para poder reducir estas emisiones se han desarrollado alternativas, como la generación de energía eléctrica a partir de celdas solares, la energía eólica, la mareomotriz y una técnica llamada secuestro y captura de dióxido de carbono, donde se buscan cavidades geológicamente estables para inyectarlo y confinarlo.

“La alternativa que  estamos trabajando tiene que ver con la captura y reciclamiento del CO2. Vamos a tomarlo del medio ambiente y usarlo como materia prima para transformarlo en combustibles renovables. Se recoge el gas, se mezcla con agua y energía solar —por eso se llama fotocatálisis— para producir un combustible que pueda aplicarse a un motor de combustión interna, quemarlo, generar nuevamente dióxido de carbono y reiniciar el ciclo”, explicó.

Dióxido de titanio: el catalizador ideal

El coordinador de la maestría en ciencias de la energía de la Facultad de Química y la Facultad de Ingeniería, José Santos Cruz, detalló que para este proceso se utiliza como catalizador el dióxido de titanio (TiO2), que juega el papel de semiconductor y que se puede trabajar tanto en película delgada como en polvo, pues es nanométrico.

“Este fotocatalizador tiene tiempo que se descubrió y hasta la fecha no hay otro tan funcional. Se han estudiado otros, algunos a base de paladio (Pd) o platino (Pt) pero son metales muy caros. Nosotros partimos de este TiO2, lo mezclamos con agua, el dióxido de carbono y aprovechamos la luz solar. Mediante este conjunto de materiales, nosotros obtenemos biocombustibles”, puntualizó.

Los riesgos del cambio climático

De acuerdo con el  documento  Perspectivas ambientales de la OCDE hacia 2050. Consecuencias de la inacción, si no se establecen políticas más ambiciosas hacia ese año, se suscitará un cambio climático más perjudicial, ya que se prevé que las emisiones globales de gases de efecto invernadero (GEI) se eleven en 50 por ciento, principalmente por el incremento   en las emisiones de  CO2, lo que producirá un aumento de dos grados Celsius en la temperatura del planeta y alteraría los patrones de lluvia, un incremento en el derretimiento de glaciares y hielos permanentes, el aumento del nivel del mar y acentuaría la intensidad y la frecuencia de fenómenos meteorológicos extremos.

Santos Cruz, quien pertenece al Sistema Nacional de Investigadores con nivel I del Conacyt, indicó que como resultado del proceso en laboratorio, se han podido obtener compuestos como formaldehídos y metanol ‎(CH4O).

“La idea para el proyecto es tomarlo de la atmósfera, pero para eso hay que confinarlo. Una idea que tenemos es pasarlo por un filtro, quitarle todas las impurezas que principalmente son polvos y todo lo que trae el medio ambiente. Actualmente ya producimos metanol y etanol ‎(C2H5OH) y en una siguiente etapa estaremos en condiciones de generar hidrógeno (H)”, destacó.

La profesora investigadora y jefa de la División de Investigación y Posgrado de la Facultad de Química, Claudia Gutiérrez Antonio aseguró que los resultados obtenidos hasta el momento abren la puerta para nuevas líneas de investigación en el grupo de Procesos Sustentables de Producción de Bioenergéticos de la UAQ.

“El etanol puede utilizarse como aditivo sin la necesidad de hacer alguna modificación en el motor del automóvil. Se introducen mezclas a la gasolina de entre cinco y 10 por ciento y con eso se disminuyen las emisiones contaminantes aproximadamente en un 50 por ciento, además de que se tiene un mayor octanaje, por el contenido de oxígeno. Hasta el momento estamos en la fase de encontrar un mejor catalizador, hacer las pruebas de presión, temperatura y otras cuestiones”, sostuvo.

El reactor prototipo

Gutiérrez Antonio informó que este proyecto es apoyado por el Fondo para el Fortalecimiento de la Investigación (Fofi) de la Dirección de Investigación y Posgrado de la Universidad Autónoma de Querétaro, y se busca participar en otras convocatorias del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología para el diseño de un prototipo de sistema para la captación de dióxido de carbono del ambiente.

Proyecto para capturar el dioxido de carbono presente en la atmosfera para transformarlo mediante un proceso de fotocatalisis en biocombustibles como el metano y etanol UAQ 4“Este prototipo es un compresor para atraer el CO2, se pasa por agua, burbujea, se le pone el catalizador y la luz solar para la activación del proceso de catálisis que es, a final de cuentas, una reacción de óxido-reducción. Este compresor se puede colocar directamente en las chimeneas de fábricas para que lo capture. La inversión no es tan grande, el catalizador no es caro y hay filtros que ya se han desarrollado. El reactor tendría que ser de escala industrial, pero si utiliza energía solar bajarían significativamente los costos”, señaló.

La profesora investigadora y jefa de la División de Investigación y Posgrado de la Facultad de Química de la UAQ puntualizó que otra de las líneas de estudio en el grupo de Procesos Sustentables de Producción de Bioenergéticos es la introducción de esta tecnología en la industria automotriz.

“Ahorita estamos en las primeras pruebas. Eventualmente pensamos que pudiera ser una tecnología que se pueda introducir, por ejemplo, en los automóviles, pensando en el escape para hacer una captura directa del Co2. Con el sol que hay en la actualidad y las horas que los automóviles pasan en el tráfico, se podría aprovechar esa energía a través de un dispositivo que nos permita generar combustible dentro del propio auto. Sería una perspectiva de aplicación independiente. Este proyecto lo estamos trabajando en el  grupo de investigación”, finalizó.

Desde 2012, la Universidad Autónoma de Querétaro emprendió una serie de proyectos enfocados en la generación de biocombustibles elaborados de materias primas de desecho, como el aceite quemado de restaurantes, casas y cafeterías para la producción de biodiesel, y azúcares de la agroindustria de la confitería para la generación de bioetanol, a través del trabajo multidisciplinario entre las facultades de Química e Ingeniería.

Además, el grupo de Procesos Sustentables de Producción de Bioenergéticos de la Facultad de Química de la UAQ trabaja en un proyecto para la elaboración de bioturbosina, elaborada con aceites vegetales, a través de un hidrotratamiento con microalgas en reactores.

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