En la lucha contra el cambio climático, la innovación tecnológica se presenta como uno de nuestros aliados más poderosos. Una de las áreas más prometedoras y desafiantes en este sentido es la transformación del dióxido de carbono (CO2), un gas de efecto invernadero prevalente, en materias primas útiles para la industria y el transporte. Este enfoque no solo promete mitigar las emisiones de gases efecto invernadero, sino que también abre la puerta a una economía circular donde los residuos se convierten en recursos.
Desafíos y oportunidades del CO2 como materia prima para industria
El CO2 es el principal contribuyente al calentamiento global, producto que surge principalmente de la quema de combustibles fósiles y la deforestación. La concentración de CO2 en la atmósfera ha alcanzado niveles sin precedentes, lo que hace imperativo encontrar maneras efectivas de reducir estas emisiones. La captura y utilización de CO2 se presenta como una estrategia prometedora, transformando este gas en productos valiosos, lo cual podría revolucionar sectores como el transporte y la manufactura, reduciendo significativamente nuestra huella de carbono.
Conversión de CO2 en productos de valor añadido: tecnologías clave para afrontar el reto de la descarbonización de la industria y la economía
La transformación del CO2 en materias primas implica varios métodos, entre los que destacan la electroquímica, la catálisis y la biotecnología. Estas tecnologías buscan convertir el CO2 en combustibles, plásticos, materiales de construcción y otros químicos industriales, que básicamente se clasifican en tres tipos:
- Biotecnología: basadas en procesos biológicos de fermentación con sustrato en fase gas-líquido. Utiliza organismos modificados genéticamente, como microalgas y bacterias, para absorber CO2 y convertirlo en biocombustibles y productos químicos. Esta aproximación ofrece el potencial de procesos altamente sostenibles que pueden operar en condiciones ambientales.
- Tecnología electroquímica: basada en la utilización de energía eléctrica y diferencia de potencial entre dos electrodos para reducir el CO2 en productos químicos de valor añadido (por ejemplo, metanol, ácido fórmico, etc.), que puede ser utilizado como combustible de tipo e-fuel, moléculas verdes portadoras de H2, o precursores químicos para uso industrial. La eficiencia de estos procesos ha mejorado significativamente, pero aún enfrentan desafíos en términos de escalabilidad y costos.
- Procesos químico-catalíticos: basados en el uso de catalizadores para activar y acelerar la reacción química y transformación del CO2 en productos de valor añadido (metano, metanol, dimetil-éter, etc.). Las líneas de investigación actuales están explorando nuevos catalizadores que puedan operar a bajas temperaturas y presiones, haciendo el proceso más energéticamente eficiente y económicamente viable.
Por otra parte, la transformación de CO2 enfrenta obstáculos técnicos, económicos y regulatorios. La eficiencia energética, la reducción de costos y la integración de estas tecnologías en la infraestructura existente son desafíos clave. Además, se requiere un marco regulatorio que promueva la inversión en estas tecnologías y la utilización de productos derivados del CO2.
A pesar de estos desafíos, la captura y usos de CO2 como fuente de carbono renovable y para contribuir a la descarbonización de la industria y el transporte, ofrece una oportunidad sin precedentes para mitigar el cambio climático y avanzar hacia una economía más sostenible y circular. Al convertir un problema en una solución, podemos desbloquear nuevas vías para la sostenibilidad ambiental, la innovación tecnológica y el crecimiento económico. La colaboración entre gobiernos, industrias y comunidades científicas será fundamental para superar estos desafíos y aprovechar el potencial de estas tecnologías para un futuro más verde.
Proyectos de I+D como CO2SMOS, coordinado por el área de Biotecnología y Química Sostenible de CARTIF, tiene como objetivo desarrollar un conjunto de tecnologías innovadoras, escalables y directamente aplicadas en el sector de las industrias bio-basadas que ayudará a convertir las emisiones de CO2 biogénico en productos químicos de valor añadido para su uso directo en la síntesis de bioproductos materiales de baja huella de carbono. Para ello, se propone una solución híbrida integrada que combina tecnologías innovadoras y procesos intensificados de conversión electroquímica/catalítica y fermentación de precisión, junto con el uso de fuentes de vectores renovable como H2 verde y biomasa. Elementos clave para alcanzar el objetivo de cero-emisiones y neutralidad climática de la industria.
