Un equipo de investigación de la Universidad de Adelaida en Australia publicó recientemente un nuevo estudio que dice que los investigadores están explorando nuevas formas de utilizar la energía solar para convertir los residuos de plástico en hidrógeno, gas de síntesis y otros productos químicos industriales, tratando de abordar los dos desafíos globales de la contaminación plástica y la energía limpia al mismo tiempo. Esta investigación fue dirigida por Xiao Lu, estudiante de doctorado de la Universidad de Adelaida, y los resultados relevantes se publicaron en "Chem Catalysis".
Las investigaciones señalan que la producción mundial anual de plástico ha superado los 500 millones de toneladas, de las cuales millones de toneladas terminan en el medio ambiente natural. Al mismo tiempo, a medida que la presión global para reducir las emisiones continúa aumentando, se ha vuelto cada vez más urgente encontrar soluciones de energía limpia que puedan reemplazar los combustibles fósiles. En este contexto, el equipo de investigación cree que los plásticos ricos en carbono e hidrógeno no sólo deberían considerarse una carga medioambiental, sino que también pueden redefinirse como un recurso explotable.
Según los investigadores, esta vía técnica se denomina "reformado de la luz solar". El principio básico es utilizar materiales fotocatalíticos sensibles a la luz para descomponer los plásticos a temperaturas relativamente bajas y, en el proceso, generar hidrógeno y otros productos químicos de valor industrial. Entre ellos, el hidrógeno es ampliamente considerado como uno de los combustibles limpios importantes porque casi no produce emisiones al final de su uso.
Este método requiere menos energía que la división tradicional del agua para producir hidrógeno porque los materiales plásticos son más susceptibles a la oxidación. El equipo de investigación dijo que esta característica significa que la tecnología puede ser más realista y factible para aplicaciones a gran escala en el futuro. Resultados de investigaciones recientes muestran que algunos sistemas no sólo han logrado una alta eficiencia de producción de hidrógeno, sino que también pueden generar simultáneamente hidrocarburos en los rangos de ácido acético y diésel; Algunos dispositivos incluso han funcionado de forma continua durante más de 100 horas y han demostrado una mejora continua en estabilidad y eficiencia.
Sin embargo, los investigadores también admiten que esta tecnología aún está lejos de estar ampliamente implementada. Uno de los principales obstáculos es que la composición de los residuos plásticos en sí es compleja. Los diferentes tipos de plásticos se comportan de manera diferente durante el proceso de conversión y los aditivos como tintes y estabilizadores también pueden interferir con el proceso de reacción. Por lo tanto, para mejorar el rendimiento general y la calidad del producto final, siguen siendo indispensables enlaces eficientes de clasificación y preprocesamiento.
Además, cómo diseñar fotocatalizadores con un rendimiento más potente también es uno de los objetivos de la investigación actual. El equipo de investigación señaló que dichos materiales no sólo deben tener una alta selectividad, sino que también deben mantener la durabilidad en entornos químicos complejos y hostiles para evitar la degradación de la eficiencia con el tiempo. Según los investigadores, todavía existe una clara brecha entre los resultados de laboratorio actuales y las aplicaciones del mundo real. En el futuro se necesitarán catalizadores más robustos y diseños de sistemas más maduros para permitir que esta tecnología cumpla con los requisitos de la industrialización en términos de eficiencia y economía.
Además del proceso de reacción en sí, la separación del producto también es un problema importante. Dado que el proceso produce a menudo una mezcla de gases y líquidos, la purificación posterior suele requerir más energía, lo que debilita el rendimiento general de sostenibilidad. Para abordar estos problemas, los investigadores recomiendan un enfoque más sistemático e integral que combine el diseño de catalizadores, la ingeniería de reactores y la optimización general del sistema, y explore más a fondo los reactores de flujo continuo, los sistemas que combinan la energía solar con la energía térmica o eléctrica y métodos de monitoreo de procesos de mayor nivel.
El equipo de investigación también describe el camino futuro de amplificación de esta tecnología, con el objetivo de lograr una mayor eficiencia energética en los próximos años y promover el desarrollo del sistema hacia una operación industrial continua. Los investigadores dicen que, con una innovación continua, se espera que la tecnología de "plástico a combustible" alimentada por energía solar desempeñe un papel importante en la construcción de un futuro sostenible y con bajas emisiones de carbono.