{"id":133964,"date":"2019-07-11T10:33:16","date_gmt":"2019-07-11T09:33:16","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=133964"},"modified":"2019-07-08T10:34:10","modified_gmt":"2019-07-08T09:34:10","slug":"ultimos-avances-en-la-fotosintesis-artificial-para-la-produccion-de-combustibles-sostenibles","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2019\/07\/11\/133964","title":{"rendered":"\u00daltimos Avances en la Fotos\u00edntesis Artificial para la Producci\u00f3n de Combustibles Sostenibles"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Recientemente se ha obtenido un nuevo hito en la fotos\u00edntesis artificial, que ha alcanzado una eficiencia energ\u00e9tica sostenida del 1% en la producci\u00f3n de metano y de etano<\/em>.<\/strong><\/p>\n

Autores: Juan M. Coronado y Antonio L\u00f3pez de Lacey. Instituto de Cat\u00e1lisis y Petroleoqu\u00edmica. CSIC<\/p>\n

A pesar del papel cada vez m\u00e1s relevante de otros sistemas alternativos de automoci\u00f3n, como los veh\u00edculos el\u00e9ctricos, el uso de combustibles f\u00f3siles constituye todav\u00eda la base fundamental de nuestro sistema de transporte. Esto es as\u00ed, entre otras razones, porque los hidrocarburos son ricos en energ\u00eda (por ejemplo, la gasolina presenta una densidad energ\u00e9tica de 45.7 MJ\/kg), razonablemente seguros, f\u00e1ciles de almacenar y transportar y, a pesar de lo que podamos pensar cuando llenamos nuestro dep\u00f3sito, relativamente baratos.\u00a0 Actualmente, seg\u00fan los datos de la Agencia de International de la Energ\u00eda (IEA), el consumo total del petr\u00f3leo en todo el mundo es de aproximadamente 93 millones de barriles por d\u00eda (equivalente a 15,000 millones litros diarios). Sin embargo, es de sobra conocido que la combusti\u00f3n de hidrocarburos genera cantidades masivas de CO2<\/sub> que se acumula en la atm\u00f3sfera. Este gas, cuya concentraci\u00f3n en el aire ha alcanzado recientemente las 410 ppm, es el principal responsable del cambio clim\u00e1tico que ya nos est\u00e1 afectando. Las consecuencias negativas de esta modificaci\u00f3n de la composici\u00f3n atmosf\u00e9rica est\u00e1n bien documentadas, y existe un importante consenso internacional, plasmado en acuerdos como el de Par\u00eds de 2015, para limitar y, en a la medida de lo posible, revertir sus efectos. Mantener el planeta en condiciones clim\u00e1ticas estables requerir\u00e1 conseguir en el a\u00f1o 2030 una disminuci\u00f3n en las emisiones globales de CO2<\/sub> de un 45% respecto a los niveles de 2010. Este ambicioso objetivo precisa del desarrollo de tecnolog\u00edas radicalmente diferentes, que puedan contribuir a paliar nuestra dependencia del petr\u00f3leo.<\/p>\n

De entre los procesos que se est\u00e1n investigando actualmente, una de las v\u00edas m\u00e1s atractivas para la producci\u00f3n de combustibles sostenibles es empleo de luz solar para reciclar el CO2<\/sub>, combinarlo con agua, y convertirlo en combustibles basados en hidrocarburos. Siguiendo esta ruta de transformaci\u00f3n ser\u00eda posible limitar casi totalmente las emisiones de gases de efecto invernadero, sin renunciar a utilizar combustibles basados en hidrocarburos, y plenamente compatibles con la actual infraestructura de distribuci\u00f3n, pero obtenidos de forma sostenible. Sin embargo, aunque este concepto es muy atractivo, este proceso, a menudo denominado fotos\u00edntesis artificial, no es todav\u00eda viable debido a las reducidas eficiencias de la fotoconversion de CO2<\/sub>. Aunque se han investigado una gran variedad de semiconductores para determinar su capacidad para promover la fotorreducci\u00f3n de CO2<\/sub> bajo la luz solar, la producci\u00f3n global de hidrocarburos, fundamentalmente metano, no ha superado la producci\u00f3n de unos pocos microgramos por gramo catalizador y hora de reacci\u00f3n. Obviamente esto valores son muy insuficientes para obtener las cantidades masivas de combustibles que requiere nuestra sociedad. En t\u00e9rminos energ\u00e9ticos, las eficiencias de la conversi\u00f3n de luz solar en combustibles que se han obtenido en la mayor\u00eda de los trabajos son muy inferiores al 0.1%.<\/p>\n

No obstante, el enorme potencial de la fotos\u00edntesis artificial est\u00e1 promoviendo de forma muy activa la investigaci\u00f3n en esta \u00e1rea, con el fin de lograr producciones de hidrocarburos mucho m\u00e1s atractivas. Una de las v\u00edas para conseguir esta mejora es aumentar nuestra comprensi\u00f3n de los mecanismos a escala at\u00f3mica de estas reacciones, para facilitar el dise\u00f1o de nuevos catalizadores m\u00e1s activos.1<\/sup> En este sentido, una colaboraci\u00f3n reciente entre grupos de investigaci\u00f3n de Corea, Jap\u00f3n y Estados Unidos ha permitido alcanzar un nuevo record en la producci\u00f3n de metano y cantidades menores de etano, a partir de CO2<\/sub> y H2<\/sub>O empleado un fotocatalizador de TiO2<\/sub> reducido y utilizando con nanopart\u00edculas de Cu y Pt espacialmente separadas como co-catalizadores.2<\/sup> Con este material se han obtenido un rendimiento energ\u00e9tico del 1%, que supone un incremento de m\u00e1s de un orden de magnitud respecto a resultados anteriores. Adem\u00e1s, el sistema ha demostrado una estabilidad notable, siendo capaz de mantener la actividad durante al menos 5 ciclos de irradiaci\u00f3n sucesivos de 12 h sin mostrar signos de desactivaci\u00f3n. Estos resultados prometedores refuerzan el inter\u00e9s de esta ruta como futura alternativa para la producci\u00f3n de combustibles obtenidos mediante la reutilizaci\u00f3n del CO2<\/sub> y energ\u00eda solar.<\/p>\n

Bibliograf\u00eda <\/strong><\/p>\n

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  1. L. Collado, A. Reynal, F. Fresno, M. Barawi, C. Escudero, V. Perez-Dieste, J. M. Coronado, D. P. Serrano, J. R. Durrant, V. A. de la Pe\u00f1a O\u2019Shea. Unravelling the effect of charge dynamics at the plasmonic metal\/semiconductor interface for CO2<\/sub> photoreduction. Nature Comm. volume 9, Article number: 4986 (2018)https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41467-018-07397-2.pdf<\/a><\/li>\n
  2. S. Sorcar, Y. Hwang, J. Lee, H. Kim, K. M. Grimes, C. A. Grimes, J-W Jung, C-H Cho, T. Majima, M. R. Hoffmannd, S-I In, CO2, water, and sunlight to hydrocarbon fuels: a sustained sunlight to fuel (Joule-to-Joule) photoconversion efficiency of 1%. Energy Environ. Sci. (2019) . en prensa. DOI: 10.1039\/c9ee00734b<\/li>\n<\/ol>\n
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    Contacto<\/strong><\/p>\n<\/div>\n

    Antonio L\u00f3pez de Lacey, Responsable de Grupo FCF del Programa FotoArt-CM. \u2013 alopez@icp.csic.es<\/p>\n

    Coordina FotoArt-CM V\u00edctor A. de la Pe\u00f1a O\u00b4Shea del Instituto IMDEA Energ\u00eda.<\/p>\n

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    Recientemente se ha obtenido un nuevo hito en la fotos\u00edntesis artificial, que ha alcanzado una eficiencia energ\u00e9tica sostenida del 1% en la producci\u00f3n de metano y de etano. Autores: Juan M. Coronado y Antonio L\u00f3pez de Lacey. Instituto de Cat\u00e1lisis y Petroleoqu\u00edmica. CSIC A pesar del papel cada vez m\u00e1s relevante de otros sistemas alternativos de automoci\u00f3n, como los veh\u00edculos el\u00e9ctricos, el uso de combustibles f\u00f3siles constituye todav\u00eda la base fundamental de nuestro sistema de transporte. Esto es as\u00ed, entre otras razones, porque los hidrocarburos son ricos en energ\u00eda (por ejemplo, la gasolina presenta una densidad energ\u00e9tica de 45.7 MJ\/kg),\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[1],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133964"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=133964"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133964\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":133971,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133964\/revisions\/133971"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=133964"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=133964"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=133964"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}