Si descompones cualquier combustible de hidrocarburos, encontrarás dos ingredientes básicos: carbono e hidrógeno. Estos son dos elementos que abundan en la Tierra. De hecho, el hidrógeno es el elemento más abundante del universo y todos sabemos que la atmósfera contiene mucho carbono en forma de CO2. Esto plantea una pregunta: ante la disminución de los recursos naturales y las incertidumbres del mercado, ¿no podríamos simplemente juntar algunos átomos para producir combustible? Si bien se trata de una simplificación excesiva, obvia e inmensa, un grupo de científicos chinos está trabajando en una tecnología que hace precisamente eso.
Los científicos del Instituto de Investigación Avanzada de Shanghai (SARI) han creado los hidrocarburos de cadena larga utilizados en el combustible para aviones combinando CO2 residual con agua (cada molécula de agua contiene dos átomos de hidrógeno). Echaremos un vistazo a la química de este proceso más adelante, pero en pocas palabras, utiliza una técnica conocida como “combustión inversa” para convertir el CO2 y el hidrógeno en largas cadenas de hidrocarburos. El proceso del equipo SARI convierte estos gases en hidrocarburos, algunos de los cuales se encuentran dentro del rango de peso molecular que distingue al combustible para aviones, es decir, C8 a C16, donde el número indica cuántos átomos de carbono hay en la cadena.
Gran parte de la tecnología utilizada para crear combustibles de hidrocarburos a partir de sus elementos constituyentes no es nueva. El proceso Fischer-Tropsch, por ejemplo, se desarrolló ya en 1920. Sin embargo, se basa en gas de síntesis, que se obtiene a partir de carbón, gas o biomasa. Y, más recientemente, la Marina de los EE. UU. incluso intervino cuando intentó producir combustible para aviones a partir de aire y agua.
Lo que sabemos sobre el avance de China en materia de combustibles alternativos
La premisa del proceso es la simplicidad misma: tomar dos ingredientes, mezclarlos y listo, combustible para aviones. Sin embargo, aunque la receta se comprende bien, el “proceso de cocción” siempre se ha enfrentado a un obstáculo importante: convertir los elementos constituyentes en hidrocarburos de manera eficiente. Dicho esto, nuestros vehículos no son ajenos a los líquidos sintéticos: ya existen muchas marcas populares de aceites sintéticos que estamos felices de usar en nuestros vehículos.
El avance del equipo SARI provino del catalizador utilizado en el proceso. Utilizando un catalizador a base de hierro mezclado con aditivos de aluminio y potasio, los científicos han creado un proceso que puede haber superado estos obstáculos. No entraremos demasiado en aspectos técnicos, pero el proceso produce alrededor de 454 ml de olefinas pesadas por gramo de catalizador por hora; las olefinas pesadas son una clase de hidrocarburos de cadena larga. Utilizando una “receta” de catalizador particular (FeAlK8 para darle su título adecuado), el proceso convirtió casi la mitad del CO2 entrante (alrededor del 49%) en hidrocarburos.
El catalizador también permitió que el proceso se completara a una temperatura relativamente baja (626 grados Fahrenheit) y a presiones de aproximadamente 290 PSI. A modo de comparación, el neumático de un automóvil promedio está presurizado a aproximadamente 32-35 PSI, y el proceso Fischer-Tropsch que realiza una alquimia similar utiliza entre 150 y 600 PSI. Finalmente, el combustible producido se mantuvo térmicamente estable durante una prueba de 800 horas. Lo cual es un atributo útil cuando estás en medio del océano a 39.000 pies. Esto no va a resolver todavía los problemas de combustible del planeta, pero es un paso hacia hacer que los sistemas de conversión de CO2 en combustible sean económicamente competitivos.
¿Podría el combustible sintético de China resolver los problemas mundiales del petróleo?
La respuesta corta es no. El combustible sintético de China no resolverá los problemas mundiales del petróleo, al menos no todavía. Si bien el avance es sin duda impresionante, no hará que los petroleros queden obsoletos de la noche a la mañana. Todavía existe un abismo sustancial (en más de un sentido) entre la creación de combustible sintético en un laboratorio y la creación de suficiente cantidad para satisfacer incluso una fracción de la demanda mundial. Pero incluso antes de esa etapa, el combustible debe pasar estrictas certificaciones y pruebas de seguridad; El cumplimiento de estas normas es necesario para que se utilice ampliamente en la aviación comercial.
Estos son los estándares que garantizan que, afortunadamente, no escuchemos a los pilotos anunciar fallas de combustible en medio de un vuelo transatlántico. También hay que considerar el factor energético. Si bien el proceso utiliza CO2 y agua residuales como ingredientes crudos, convertirlos en combustible para aviones consume cantidades sustanciales de electricidad. Si esa energía proviene de combustibles fósiles, entonces los beneficios ambientales del combustible se vuelven menos evidentes. Al menos en términos de sostenibilidad, el proceso tendría que funcionar con fuentes de energía renovables o verdes.
Se trata de una tecnología emergente que aún puede desempeñar un papel en la reducción de la dependencia global de un recurso natural finito con una cadena de suministro ya estresada. La tecnología no es una solución rápida al problema del aumento vertiginoso de los precios del combustible para aviones, pero podría ser otro paso para acabar con nuestra dependencia de los combustibles extraídos de la tierra.
