Un reactor solar convierte ácido de baterías usadas y residuos plásticos en hidrógeno limpio

Un equipo de la Universidad de Cambridge desarrolla una tecnología que valoriza corrientes residuales complejas y abre nuevas vías para el reciclaje químico de plásticos difíciles de recuperar.

Investigadores de la Universidad de Cambridge, en Reino Unido, han desarrollado un reactor impulsado por energía solar capaz de transformar residuos plásticos de difícil reciclaje —como botellas, textiles de nailon o espumas de poliuretano— en hidrógeno limpio y productos químicos de valor, utilizando ácido recuperado de baterías de automóvil fuera de uso.

La tecnología, cuyos resultados se han publicado en la revista Joule, se basa en un proceso de fotorreformado ácido alimentado por energía solar. Según el equipo científico, este enfoque podría constituir una alternativa más económica y sostenible frente a los métodos actuales de reciclaje químico, al tiempo que propone un modelo circular en el que una corriente de residuos contribuye a valorizar otra.

La producción mundial de plásticos supera los 400 millones de toneladas anuales, de las cuales apenas el 18% se recicla. El resto se incinera, se deposita en vertederos o acaba disperso en el medio ambiente. En este contexto, los investigadores consideran que su método podría contribuir a abordar el creciente volumen de residuos plásticos, especialmente aquellos que hoy carecen de soluciones viables de reciclaje.

El avance clave del proyecto ha sido el desarrollo de un fotocatalizador capaz de operar en condiciones altamente corrosivas. Tradicionalmente, el uso de ácidos en sistemas solares se descartaba por su capacidad de degradar los materiales. Sin embargo, el nuevo catalizador ha demostrado estabilidad y eficiencia, permitiendo aprovechar el ácido presente en baterías usadas, que habitualmente se neutraliza y se desecha como residuo.

El proceso consta de dos etapas. En primer lugar, el ácido procedente de baterías se utiliza para descomponer los polímeros en compuestos más simples, como el etilenglicol. Posteriormente, estos compuestos son transformados por el fotocatalizador en hidrógeno y ácido acético —componente principal del vinagre— mediante exposición a la luz solar.

En pruebas de laboratorio, el reactor ha mostrado altos rendimientos de producción de hidrógeno y una elevada selectividad hacia ácido acético, además de mantener un funcionamiento estable durante más de 260 horas sin pérdida de rendimiento.

Una de las principales ventajas del sistema es su capacidad para tratar múltiples tipos de plásticos, incluidos aquellos considerados difíciles de reciclar, como el nailon y el poliuretano, ampliando así el alcance de las tecnologías actuales de valorización, centradas principalmente en el PET.

Asimismo, el proceso aprovecha un recurso residual poco explotado: el ácido de las baterías de automoción, que representa entre un 20% y un 40% de su volumen. Aunque el plomo de estas baterías suele recuperarse, el ácido genera un flujo adicional de residuos tras su neutralización. Los investigadores plantean su reutilización directa como una solución que reduce costes ambientales y aporta valor añadido.

Según el equipo, esta estrategia podría reducir los costes en un orden de magnitud respecto a otros procesos de fotorreformado, gracias a una mayor eficiencia en la producción de hidrógeno y a la reutilización del ácido, que no se consume durante el proceso.

No obstante, los científicos reconocen que aún existen retos técnicos, especialmente en el diseño de reactores capaces de operar de forma continua en entornos corrosivos y con residuos reales. Aun así, consideran que la base química del sistema está suficientemente demostrada.

Los investigadores subrayan que esta tecnología no pretende sustituir los sistemas de reciclaje convencionales, sino complementarlos, ofreciendo una alternativa para flujos de residuos plásticos contaminados o mezclados que actualmente no pueden reciclarse de forma eficiente.

El equipo trabaja ahora en la posible comercialización del proceso con el apoyo de Cambridge Enterprise y programas de financiación del Reino Unido, con el objetivo de escalar la tecnología y evaluar su aplicación industrial.