Con el uso de catalizadores —por ahora en nivel experimental—, Ana Sofía Varela Gasque convierte al dióxido de carbono (CO2) en productos reutilizables para la industria.
En el Instituto de Química (IQ) de la UNAM obtiene monóxido de carbono (CO), precursor de la síntesis de otros compuestos químicos como fármacos y polímeros; y metano (CH4), el combustible que conocemos como gas natural.
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La universitaria lleva nueve años, buscando "revalorizar" el CO2, pero para "inscribirlo en la química verde, en la que todo el proceso es sustentable", tendría que capturar el dióxido de carbono y hacer todo el ciclo.
"Quiero hacer ciencia que beneficie en un futuro", afirmó Varela, quien realiza la conversión mediante electroquímica.
Aunque el monóxido de carbono es tóxico, con este proceso adquiere un valor para ser reutilizado en la industria química. Y el metano, que es un hidrocarburo, se puede reusar en un ciclo cerrado que utiliza CO2 y lo transforma, evitando su liberación a la atmósfera.
"Procuramos que el material con que hacemos la transformación sea de bajo costo, que facilite la reacción y que no sea tóxico", resaltó.
El proceso se realiza con catalizadores, materiales que interactúan con los reactivos de una reacción para que ésta se lleve a cabo más rápido.
"Como material tenemos al carbón, que es de alta superficie, y lo \u2018dopamos\u2019; es decir, introducimos pequeñas cantidades de nitrógeno (N) hierro (Fe) o níquel (Ni); eso favorece la reacción con el CO2", explicó.
La reacción ocurre sobre el carbón; se incorporan unos cuantos átomos de hierro o de níquel, de manera que en los átomos dispersos de carbón se adsorbe el CO2 y se puede transformar, explicó.
"El CO2 que se produce al quemar lo usamos para producir un combustible, así que no hay una contribución neta del contaminante a la atmósfera, pues lo estamos reutilizando", enfatizó.
Otros catalizadores, hechos de cobre, forman etileno, que sirve como precursor del polietileno, uno de los polímeros más utilizados.
"Recuperar CO2 de la atmósfera es muy difícil, pero se puede captar desde una fábrica. Muchas industrias, como la cementera, son muy contaminantes. Ahí se puede acoplar un equipo para capturarlo y transformarlo", consideró Varela.
Actualmente, el proyecto está en una etapa de ciencia básica, fundamental para entender los procesos a nivel molecular.
En su laboratorio, con apoyo de dos estudiantes de Ingeniería Química, diseña electrolizadores, dispositivos a nivel laboratorio como el que se utilizaría a gran escala para este proceso. "A partir de este equipo saldrá el primer prototipo".
Para Varela, la electrocatálisis es una alternativa viable no sólo en la conversión de CO2, también en las pilas de hidrógeno.
"Para que el hidrógeno reaccione y forme agua en una pila que genere una corriente eléctrica se necesita electrocatálisis. Es un área que vamos a necesitar porque nos permite relacionar la energía eléctrica con reacciones químicas, y es una manera limpia de usar muchos combustibles", afirmó.
Esta área se populariza en países desarrollados y en empresas transnacionales. "Piensan en tener hidrógeno y generar una corriente eléctrica consumiendo hidrógeno. Yo trabajo al revés: uso energía eléctrica y transformo CO2 en algo que me interese. Ambos procesos requieren energía eléctrica y reacciones químicas. Esa área puede tener un auge importante en este siglo", concluyó.