Un catalizador para obtener productos químicos industriales a partir de gases de efecto invernadero

Investigadores del grupo de investigación de Innovación en Materiales e Ingeniería Molecular – Biomateriales para Terapias Regenerativas (IMEM-BRT) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), en colaboración con el equipo de I+D de la empresa B. Braun Surgical, han desarrollado una tecnología basada en hidroxiapatita polarizada permanentemente (Permanently Polarized Hydroxyapatite), un material cerámico y biocompatible que actúa como catalizador. La principal innovación es que permite capturar gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono (CO₂), y transformarlos en productos químicos útiles, como etanol o urea, de una manera más sostenible y con un coste menor que las tecnologías actuales.

El dióxido de carbono se considera la principal causa del calentamiento global y, por tanto, reducir sus emisiones es tanto un reto académico como una necesidad social. El principal problema, afirma Sans, es que “se trata de una molécula muy estable y, sin un catalizador, se necesita mucha energía para romperla. Esto hace que, durante el proceso, se acabe emitiendo más CO₂ del que se reduce”. El reto, por tanto, es encontrar primero la manera de romper esta molécula y, después, la forma de reorganizarla para generar otros productos de interés químico o industrial que puedan reintroducirse en la sociedad.

Hoy en día ya existen catalizadores que capturan y transforman este gas, pero requieren igualmente altas presiones y temperaturas extremas. Además, están fabricados con metales nobles, como el oro o el platino, que tienen un elevado coste económico, lo que a menudo impide que esta tecnología pueda escalarse a nivel industrial. La tecnología de Permanently Polarized Hydroxiapatite, en cambio, se basa en un material abundante en la naturaleza, la hidroxiapatita —presente en nuestros huesos— que, gracias a su capacidad para absorber emisiones de CO₂ y a su actividad catalítica, permite realizar la reacción química en condiciones suaves: a presión atmosférica y temperaturas comprendidas entre 9 °C y 150 °C. Esta tecnología es versátil y puede aplicarse en procesos industriales con emisiones significativas de CO₂. Un ejemplo sería la implementación del catalizador a la salida de las chimeneas para reducir, por un lado, las emisiones directas a la atmósfera y, por otro, recuperar productos como el etanol para su uso como biocombustible.

Impacto

Por el momento, la tecnología se ha probado con éxito en la Escuela de Ingeniería de Barcelona Este (EEBE), en el Campus Diagonal-Besòs, y ha superado la fase piloto en proyectos conjuntos con grandes empresas. Un ejemplo es el proyecto Nuclis, financiado por ACCIÓ y coordinado por la empresa Aquambiente, Circular Economy Solutions S.L.U. (ACES), del grupo Veolia, en el que el uso del catalizador en una incineradora de Mataró ha permitido reducir un 35 % del CO₂. Otro caso ha sido la alta conversión de este gas en distintos productos desarrollada conjuntamente con la empresa VISCOFAN.

El catalizador desarrollado en el marco del proyecto es asequible y no tiene ningún impacto ambiental, lo que puede transformar la gestión de los residuos gaseosos de las empresas, permitiéndoles reducir su huella de carbono y, al mismo tiempo, generar valor económico.

El proyecto ha recibido el 15 º Premio UPC de Valorización de la Investigación, convocado por el Consejo Social con el apoyo de Fractus y del Fractus UPC Deep Tech Hub, como mejor invención aplicada al mercado.