Investigadores apoyados por el Departamento de Energía de Estados Unidos han logrado construir un aparato que emplea luz solar para transformar el gas de invernadero que tanto preocupa a causa del calentamiento global, el dióxido de carbono, o CO2, en combustible útil.

Químicos de la Universidad de California en San Diego lo han hecho posible. Clifford Kubiak y su alumno de postgrado Aaron Sathum han construido un prototipo que captura la energía solar, la convierte en electricidad y rompe el dióxido de carbono en un monóxido de carbono y un oxígeno. Así que hasta oxígeno extra produce. Un artículo firmado por Sherry Seethaler explica los detalles en UCSD News Center este 17 de abril.

La expresión CO2 indica que se tiene un átomo de carbono y dos de oxígeno en la molécula, de ahí el “di”, del griego “dío”, dos, que se antepone al nombre de este gas al que se hace responsable, en buena medida, del calentamiento global porque impide que los rayos solares, reflejados por la atmósfera y la superficie terrestres, vuelvan al espacio y se pierdan, sino, como en los invernaderos hechos de vidrio, atrapa el calor y lo hace rebotar repetidamente dentro de la atmósfera. Así se produce el calentamiento. El efecto es imprescindible para la vida porque de otra manera tendríamos, como en la Luna, temperaturas ardientes en el lado soleado de una piedra y cercanas al cero absoluto en su lado sombreado. La vida, como la conocemos, no sería posible. La atmósfera reparte y conserva el calor. Pero la actividad humana ha incrementado peligrosamente el efecto y los polos y glaciares se nos derriten. Un motor que consumiera dióxido de carbono sería así doblemente benéfico, por su acción mecánica y porque eliminaría gas de invernadero.

Al romper la molécula de CO2 se libera un átomo de oxígeno y se produce monóxido de carbono, CO, molécula con un solo oxígeno. “La tecnología para convertir el monóxido de carbono –un gas– en combustible líquido se conoce hace tiempo”, dice Kubiak. “Fue inventada en Alemania por los años 20. EU estuvo muy interesado en la tecnología durante la década de los 70, por la crisis energética, pero cuando esta crisis concluyó (y el petróleo volvió a fluir) se perdió interés. Ahora las cosas han dado una vuelta completa pues los crecientes precios del combustible hacen económicamente competitivo convertir CO en combustible”.

El aparato diseñado por Kubiak y Sathrum trabaja en tres etapas. La primera consiste en capturar fotones (unidades cuánticas, “paquetes” de energía o mínimas cantidades posibles de luz) con un semiconductor. La segunda convierte esa energía en electricidad por medio del semiconductor. Luego por catálisis el dióxido de carbono sale como oxígeno por un lado del aparato y monóxido de carbono por otro lado. Investigadores del laboratorio de Kubiak crearon un catalizador efectivo que lleva tres átomos de níquel en su núcleo. Los semiconductores poseen bandas de energía donde los electrones quedan confinados. La luz solar empuja los electrones de una banda a la siguiente y así crea una corriente eléctrica. El semiconductor empleado por los investigadores con éxito es de galio, dos veces mejor que el silicón.

“Este proyecto conjunta muchas piezas de un rompecabezas científico”, dice Sathrum. “Buena parte del trabajo se ha hecho ya en cada pieza, pero toma aún más ciencia reunirlas. Ensamblar las piezas es parte del problema al que nos enfocamos”.

• Artículo de S. Seethaler para UCSD News Center: “Device Uses Solar Energy to Convert Carbon Dioxide into Fuel”, en http://ucsd-news.ucsd.edu/newsrel/science/04-07CO2split.asp.