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Para proteger el clima y el medioambiente, el objetivo es recuperar el CO₂ de los procesos de combustión para obtener materiales valiosos. Esto supone un reto porque, en los gases de combustión, hay otros gases además del CO₂.
Un equipo internacional de investigación dirigido por el profesor Wolfgang Schuhmann, del Centro de electroquímica de la Universidad del Ruhr de Bochum (Alemania), ha demostrado que el CO₂ puede reducirse electroquímicamente incluso en bajas concentraciones para reciclarlo. Así lo informan en la revista Angewandte Chemie, del 23 de diciembre de 2024.
A diferencia de lo que suele ocurrir en condiciones de laboratorio, el CO₂ constituye sólo una pequeña proporción de la mezcla gaseosa de los gases de combustión o de la atmósfera. Por ello, para extraerlo en condiciones realistas y reutilizarlo como material valioso, los procesos de catálisis deben funcionar también cuando la concentración de CO₂ es baja.
"Nuestro problema son las reacciones competitivas que tienen lugar en el catalizador", explica Wolfgang Schuhmann. "Cuantas menos moléculas de CO₂ haya que convertir, más probable es que durante la catálisis se produzca hidrógeno en lugar del producto deseado". Si se ajusta el electrolito y se elige una solución más alcalina para evitarlo, el problema es otro: el CO₂ se convierte en carbonato y ya no está disponible para las reacciones deseadas.
Ya se han descrito procesos catalíticos satisfactorios para la reducción de CO₂ hasta un contenido de dióxido de carbono del 10 al 20 por ciento. Pero, ¿y si el contenido es aún menor? "Utilizando un catalizador superactivo basado en níquel-cobre, pudimos catalizar con éxito la reducción hasta un contenido de CO₂ del cinco por ciento", afirma Adib Mahbub, primer autor de la publicación.
Por debajo de este nivel, los investigadores tuvieron que echar mano de su bolsa de trucos: ajustando los potenciales eléctricos y el electrolito, incluso fue posible llevar a cabo la reducción a partir de una mezcla gaseosa con sólo un dos por ciento de CO₂.
"Aunque esto supone una pérdida de energía, el control inteligente del proceso nos permite acceder por primera vez a fuentes que antes no podíamos utilizar para la reducción de CO₂ ", afirma Wolfgang Schuhmann. "Las generaciones futuras tendrán que basarse en estos conceptos si quieren extraer CO₂ de la atmósfera, donde el contenido de CO₂ es aún menor".
