Madrid. Científicos de Cambridge desarrollaron un concepto eficiente para convertir bióxido de carbono en combustibles limpios y sostenibles, sin subproductos ni residuos indeseados.

Ya se había demostrado que los catalizadores biológicos o enzimas pueden producir combustibles de forma limpia utilizando fuentes de energía renovables, aunque con baja eficiencia.

La reciente investigación mejoró la efectividad de producción de combustible 18 veces en un laboratorio, lo que demuestra que las emisiones contaminantes de carbono se pueden transformar en combustibles verdes de forma exitosa sin desperdiciar energía. Los resultados se informan en dos artículos en Nature Chemistry y Proceedings of the National Academy of Sciences.

La mayoría de los métodos también producen subproductos no deseados, como el hidrógeno. Los científicos pueden alterar las condiciones químicas para minimizar la producción de éste, pero también se baja el rendimiento de la conversión de CO₂, por lo que se puede producir un combustible más limpio, aunque a costa de la eficiencia.

La prueba de concepto desarrollada por Cambridge se basa en enzimas aisladas de bacterias para impulsar las reacciones químicas que convierten el CO₂ en combustible, proceso llamado electrólisis.

Las enzimas son más eficientes que otros catalizadores, como el oro, pero son muy sensibles a su entorno químico local. Si éste no es exactamente el adecuado, se deshacen y las reacciones químicas son lentas.

En colaboración con un equipo de la Universidade Nova de Lisboa, los especialistas desarrollaron un método para mejorar la eficiencia de la electrólisis ajustando las condiciones de la solución con el fin de alterar el entorno local de las enzimas.

“Éstas han evolucionado durante millones de años para ser extremadamente eficientes y selectivas, y son excelentes para la producción de combustible porque no hay subproductos no deseados”, explicó Esther Edwardes Moore, de Cambridge, primera autora del artículo.

“Sin embargo, la sensibilidad a las enzimas plantea un conjunto diferente de desafíos. Nuestro método tiene en cuenta esta cualidad, de modo que el entorno local se ajusta para que coincida con las condiciones de trabajo ideales de la enzima”.

Para mejorar aún más el ambiente local, los especialistas mostraron cómo dos enzimas pueden trabajar juntas, una produciendo combustible y la otra controlando el medio ambiente. Descubrieron que al agregar otra enzima, aceleraba las reacciones, aumentando la eficiencia y reduciendo los subproductos no deseados.

Los investigadores dicen que el secreto para una electrólisis de CO2 más eficiente radica en los catalizadores. Ha habido grandes mejoras en el desarrollo de los de tipo sintético en los últimos años, pero aún no alcanzan el de las enzimas utilizadas en este trabajo.

“Una vez que logras hacer mejores catalizadores, muchos de los problemas con la electrólisis de CO₂ simplemente desaparecen –dijo Sam Cobb, otro autor–. Estamos mostrando a la comunidad científica que una vez que podamos producir los catalizadores del futuro podremos eliminar muchos de los compromisos actuales, ya que lo que aprendemos de las enzimas se puede transferir a los catalizadores sintéticos”.