El investigador en el área de Ingeniería Química del Departamento de Ciencias de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) y miembro del Instituto de Investigación en Materiales Avanzados y Matemáticas (INAMAT2) Ismael Pellejero Alcázar ha obtenido una subvención estatal por importe de 179.080,00€ para el desarrollo de un proyecto que permitirá obtener energía limpia a través de un proceso llamado fotosíntesis artificial. La iniciativa se denomina “Fotoconversión de CO2 a combustibles mediante fotocatalizadores híbridos (MOF-Óxido-Metal) integrados en microrreactores (Proyecto MoFOX)” y está enmarcado en el Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2017-2020 dentro del subprograma JIN (Jóvenes Investigadoras no Vinculados). En él colabora también el investigador en formación de la UPNA Mikel Imízcoz Aramburu.
De izda. a dcha, Mikel Imízcoz e Ismael Pellejero.
El proyecto, que se desarrollará en tres años, persigue contribuir a la transición desde los combustibles fósiles (cuya utilización constituye uno de los factores que contribuyen al calentamiento global terrestre) a formas de energía más limpias y sostenibles, a la vez que se consigue la reducción de las emisiones de CO2 a la atmósfera. “La reducción química del dióxido de carbono aparece como una estrategia prometedora para mitigar las preocupaciones energéticas y ambientales, ya que los hidrocarburos ligeros obtenidos de la conversión pueden usarse como combustibles, mientras que el CO2 se elimina al mismo tiempo cerrando el ciclo de carbono. Para este fin, la fotosíntesis artificial es la propuesta clave”, explica el investigador.
“La fotosíntesis artificial consiste en la reducción de CO2 utilizando H2O como el único agente reductor y tomando la luz solar como la única fuente de energía, imitando el proceso que ocurre dentro de las plantas durante la fotosíntesis natural. Este proceso limpio y sostenible conlleva una gran complejidad técnica, ya que requiere el desarrollo de dispositivos complejos capaces de absorber la luz solar y utilizarla para realizar las reacciones deseadas, imitando las hojas de las plantas”, indica. El código del proyecto es: PID2019-106687RJ-I00 /AEI/ 10.13039/501100011033.
Imitar el comportamiento de las plantas de forma artificial
El proyecto MOFox aborda el problema planteado desde dos vertientes: por un lado, busca el desarrollo de fotocatalizadores híbridos altamente activos capaces de capturar el CO2 y transformarlo por acción de la luz solar (similar al proceso de fotosíntesis natural) y por otro, desarrolla microrreactores fabricados mediante impresión 3D que, gracias a la miniaturización, permiten una mejor interacción entre la luz, los reactivos y el catalizador, imitando la estructura de las hojas de la plantas. “El objetivo es lograr una alta conversión de CO2 a combustibles u otros compuestos químicos de alto valor añadido”, explica el investigador.
“El fotocatalizador híbrido propuesto se basa en estructuras orgánicas metálicas (MOF) sintetizadas a partir de óxidos semiconductores para mejorar la adsorción de reactivos y las capacidades fotoquímicas de los fotocatalizadores estándar”, detalla Ismael Pellejero. “Además, se incluyen diferentes nanopartículas metálicas como co-catalizadores para facilitar las reacciones químicas. Este material híbrido, el núcleo del sistema fotocatalítico, se integra en microrreactores fabricados siguiendo protocolos de impresión 3D, y se ensamblan creando como una célula o panel fotocatalítico similar a los paneles fotovoltaicos actuales”, concluye el investigador.