Utilizan energía solar para transformar residuos plásticos en hidrógeno

Investigadores de la Universidad de Cambridge demuestran por primera vez el funcionamiento a escala útil de una tecnología que transforma residuos plásticos y biomasa en combustible renovable utilizando únicamente la energía del sol.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Cambridge ha logrado un avance significativo en el desarrollo de tecnologías de valorización de residuos al demostrar, en condiciones reales y a una escala cercana a aplicaciones comerciales, un sistema capaz de convertir residuos plásticos en hidrógeno limpio mediante energía solar.

La investigación, publicada en la revista Nature Chemical Engineering, muestra cómo un reactor fotocatalítico alimentado por luz solar puede transformar materiales como botellas de PET y residuos de celulosa en hidrógeno y otros compuestos químicos de valor añadido, sin necesidad de generar electricidad como ocurre en los paneles solares convencionales.

Hasta ahora, esta tecnología había sido validada únicamente en laboratorio mediante reactores de aproximadamente 25 centímetros cuadrados. En el nuevo estudio, los científicos han desarrollado un dispositivo de cerca de un metro cuadrado que fue probado con éxito al aire libre, bajo luz solar natural, en las instalaciones del Departamento de Química de Cambridge.

Según los investigadores, se trata de la primera demostración de esta tecnología en condiciones exteriores utilizando métodos de fabricación que pueden adaptarse a una futura producción industrial.

Un proceso más simple y escalable

Uno de los principales desafíos para la comercialización de los sistemas fotocatalíticos ha sido la complejidad de su fabricación. Las versiones anteriores requerían altas temperaturas, productos químicos agresivos o procesos de producción difíciles de escalar.

El nuevo enfoque desarrollado por el equipo británico simplifica considerablemente el proceso. Los paneles se fabrican a temperatura ambiente mediante la pulverización de materiales fotoactivos sobre una superficie de vidrio, seguida de la aplicación de moléculas especialmente diseñadas que contienen cobalto y circonio.

Los investigadores comparan el procedimiento con el uso de un pulverizador doméstico de pintura, una técnica que reduce significativamente los costes de fabricación y facilita la producción de grandes superficies fotocatalíticas.

“Lo sorprendente es la simplicidad del sistema después de todo el trabajo de optimización realizado”, explica Ariffin Bin Mohamad Annuar, coautor principal del estudio. “Disponemos de un panel de gran tamaño, aplicamos el catalizador mediante pulverización, lo introducimos en la solución y, bajo la luz solar, produce hidrógeno y otros productos químicos valiosos a partir de residuos plásticos”.

Valorización de residuos y producción de energía limpia

La tecnología aborda simultáneamente dos de los principales retos medioambientales actuales: la gestión de residuos plásticos y la generación de energía libre de emisiones.

En lugar de destinar los residuos a vertedero o incineración, el sistema permite convertirlos en materias primas para la producción de hidrógeno renovable, un vector energético considerado clave para la descarbonización de sectores industriales y del transporte.

Además del PET procedente de envases de bebidas, los ensayos demostraron la capacidad del reactor para procesar materiales de origen biológico como la celulosa, ampliando las posibilidades de aplicación de la tecnología en distintos flujos de residuos.

Próximos pasos hacia la comercialización

El equipo liderado por el profesor Erwin Reisner también realizó un análisis económico preliminar para evaluar los requisitos necesarios para una futura implantación comercial, un aspecto poco habitual en este tipo de investigaciones académicas.

Aunque los resultados son prometedores, los investigadores reconocen que todavía es necesario mejorar la durabilidad y la eficiencia de los reactores antes de iniciar su producción industrial.

La Universidad de Cambridge ya ha presentado una solicitud de patente para proteger la tecnología a través de Cambridge Enterprise, su división de transferencia e innovación. El proyecto ha contado con financiación del Departamento de Ciencia, Innovación y Tecnología del Reino Unido, la Royal Academy of Engineering y la compañía energética Petronas.

Los investigadores consideran que este avance representa un paso importante hacia sistemas de reciclaje químico impulsados por energía renovable capaces de transformar residuos en recursos de alto valor, contribuyendo al desarrollo de modelos de economía circular y producción sostenible de energía.