Un equipo internacional de investigadores dirigido por la Universidad Nacional de Singapur (NUS) ha desarrollado una revolucionaria tecnología que convierte dióxido de carbono en combustibles sostenibles para automóviles y aviones, utilizando un innovador catalizador de níquel que supera las limitaciones de los métodos tradicionales basados en cobre.
La investigación, publicada en Nature Catalysis, representa un avance crucial para la transición hacia una movilidad limpia al permitir la producción de hidrocarburos de cadena larga y ramificados, los componentes clave de combustibles de alta calidad como la gasolina y el combustible para aviones.
Durante años, los científicos han intentado reciclar el CO₂ en moléculas ricas en energía usando catalizadores de cobre, pero estos materiales solo podían producir productos simples como etileno o etanol, insuficientes para crear combustibles de alta calidad. El profesor asociado Boon Siang Yeo, quien dirigió el estudio, logró superar esta barrera mediante la introducción de iones fluoruro en la estructura de níquel y la aplicación de electrólisis de potencial pulsado.
Hidrocarburos ramificados: la clave para combustibles eficientes
El breakthrough del equipo fue lograr un control sin precedentes sobre los tipos de hidrocarburos producidos. Esta técnica aumentó la producción de hidrocarburos ramificados en más del 400% comparado con métodos estándar, un logro fundamental porque estos combustibles se queman de forma más eficiente y con mayor rendimiento.
Los hidrocarburos ramificados son particularmente valiosos para vehículos y aeronaves modernas. A diferencia de los catalizadores de cobre que convierten los intermediarios en alcoholes y detienen el crecimiento de cadenas largas, el níquel permite que los bloques de construcción necesarios para hidrocarburos complejos se formen y unan eficientemente, resultando en productos similares a los obtenidos mediante procesos industriales tradicionales.
La investigación se desarrolló en colaboración con la profesora Núria López del Instituto de Investigación Química de Cataluña y el profesor Javier Pérez-Ramírez de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich. "Este trabajo aúna conocimientos complementarios en síntesis de catalizadores, investigación mecanística y modelado computacional", explica el profesor Yeo.
El dopaje con flúor en el catalizador de níquel contribuye a mantener su estado de oxidación en condiciones reductoras, un factor clave para promover la formación de cadenas de hidrocarburos más largas y estables durante el proceso de conversión.
Esta tecnología abre nuevas vías para el desarrollo de combustibles de aviación sostenibles y precursores químicos que pueden producirse a demanda utilizando electricidad renovable. El proceso permite convertir un gas de efecto invernadero problemático en combustibles que pueden utilizarse directamente en la infraestructura de transporte existente, siendo especialmente importante para sectores difíciles de electrificar como la aviación comercial y el transporte marítimo de larga distancia.
Fuente: Nature Catalysis
