Electricidad y CO2 para generar combustibles

Investigadores de la Universidad de California han mostrado por primera vez un método integrado para convertir CO2 en combustible líquido (isobutanol) usando electricidad.

 Autor: [R.M. Navarro – Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)]

 La energía eléctrica generada por diferentes métodos renovables (hidráulica, eólica, fotovoltaica…) presenta la dificultad de su almacenamiento en los momentos en los que la producción sobrepasa la demanda. Los métodos de almacenamiento de electricidad actuales basados en baterías, bombeo hidráulico y electrolisis para producir hidrógeno tienen el inconveniente de su baja densidad y su baja eficiencia de almacenamiento.

 Para superar estos inconvenientes, se ha presentado en la revista Science [1] un método alternativo de almacenamiento de electricidad basado en la producción de alcoholes líquidos. Esta forma de almacenamiento permite una elevada densidad de acumulación de electricidad en forma química (alcoholes) además de poder ser una vía para la utilización de la electricidad renovable en los sistemas de  transporte sin modificar la infraestructura actual.

 El nuevo método de almacenamiento propuesto se inspira en la fotosíntesis. La fotosíntesis es el proceso de conversión de energía solar en energía química y su almacenamiento en forma de enlaces químicos en moléculas de azúcares.  El proceso de fotosíntesis se desarrolla en dos fases, la fase luminosa, en la que la energía lumínica se transforma en energía química, y la fase oscura en la que se convierte el CO2 en azúcares.

 Siguiendo el esquema de la fotosíntesis, los investigadores de la Universidad de California, proponen un método de almacenamiento (Figura 1) en el que usan paneles solares para la transformación de la luz solar en electricidad que es utilizada para generar electroquímicamente ácido fórmico (simulando la fase luminosa de la fotosíntesis) y después utilizar este ácido fórmico para fijar el CO2 en forma de isobutanol y otros alcoholes usando microorganismos (fase oscura fotosíntesis).

Figura 1- Método integrado de almacenamiento de energía solar en alcoholes

 El microorganismo utilizado en el proceso requiere poseer elevada selectividad para la producción de alcoholes así como estabilidad al crecimiento en un medio con corriente eléctrica. El microorganismo desarrollado por los autores del estudio es la Ralstonia eutropha H16 modificada genéticamente para producir isobutanol y 3-metil-1-butanol. Utilizando esta aproximación los autores alcanzan una producción superior a los 140 mg/l de alcoholes usando electricidad y CO2 como únicas fuentes de energía y carbón.

El estudio publicado es el primero que permite la conversión de CO2 en alcoholes líquidos usando  electricidad lo que lo convierte en una interesante opción para el almacenamiento químico de la electricidad. Adicionalmente también abre una interesante puerta en el campo de la valorización química del CO2 de importancia en la lucha contra el cambio climático así como en los procesos de bio-refinería.

 Más información

“Integrated electromicrobial conversion of CO2 to higher alcohols”, H. Li et al, Science, March 2012, vol 335 1596

 

 

 

 

Figura 1- Método integrado de almacenamiento de energía solar en alcoholes

El microorganismo utilizado en el proceso requiere poseer elevada selectividad para la producción de alcoholes así como estabilidad al crecimiento en un medio con corriente eléctrica. El microorganismo desarrollado por los autores del estudio es la Ralstonia eutropha H16 modificada genéticamente para producir isobutanol y 3-metil-1-butanol. Utilizando esta aproximación los autores alcanzan una producción superior a los 140 mg/l de alcoholes usando electricidad y CO2 como únicas fuentes de energía y carbón.

El estudio publicado es el primero que permite la conversión de CO2 en alcoholes líquidos usando  electricidad lo que lo convierte en una interesante opción para el almacenamiento químico de la electricidad. Adicionalmente también abre una interesante puerta en el campo de la valorización química del CO2 de importancia en la lucha contra el cambio climático así como en los procesos de bio-refinería.

 

Más información

“Integrated electromicrobial conversion of CO2 to higher alcohols”, H. Li et al, Science, March 2012, vol 335 1596

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