TRANSFORMAR EL CO₂ EN MOLÉCULAS DE INTERÉS Y PRODUCIR OXÍGENO PARA LA OXICOMBUSTIÓN.

La oxicombustión es una tecnología que consiste en quemar un combustible en presencia de oxígeno puro, en lugar de utilizar aire ambiente. Esto produce humos que contienen principalmente CO₂ y vapor de agua, lo que facilita la captura de CO₂ para su almacenamiento o recuperación. Sin embargo, la producción de oxígeno puro consume mucha energía. Una alternativa consiste en desarrollar procesos capaces de convertir el CO₂ en moléculas de interés y, al mismo tiempo, producir oxígeno puro como coproducto. 

1. Sistemas biológicos: fotosíntesis natural

Las plantas, las algas y las cianobacterias fijan el CO₂ mediante la luz, produciendo moléculas orgánicas como azúcares, lípidos y ácidos orgánicos. El oxígeno se libera cuando el agua se oxida en el fotobiorreactor.

Beneficios Un proceso natural y directo que utiliza energía solar o artificial de bajo consumo. 
Límites bajo rendimiento fotosintético (< 5 %), gran superficie y necesidad de recursos. 

2. Sistemas artificiales inspirados en la fotosíntesis: a) Fotosíntesis artificial : Este enfoque se inspira en la fotosíntesis natural, pero con una eficiencia mejorada. Las investigaciones realizadas por el CNRS han demostrado que la fotocatálisis puede ser una vía prometedora para la conversión del CO₂, sobre todo cuando se combina con materiales catalíticos avanzados. CNRS Le journal  b) Electrólisis del CO₂ : La electrólisis de CO₂ es un proceso electroquímico en el que el CO₂ se reduce en el cátodo para producir combustibles o productos químicos, mientras que en el ánodo el agua se oxida para producir oxígeno puro. Este proceso ofrece flexibilidad en los productos obtenidos y puede acoplarse a fuentes de energía renovables. Según el IFP Energies Nouvelles, la electrólisis de CO₂ es una tecnología en desarrollo con un potencial significativo para la recuperación de CO₂, aunque sigue habiendo retos en términos de coste y eficiencia. ifpenergiesnouvelles.fr
3. Ciclos termoquímicos de óxidos metálicosLos ciclos termoquímicos utilizan óxidos metálicos, como el cerio (CeO₂), para llevar a cabo reacciones de reducción y oxidación. A altas temperaturas, el óxido metálico se reduce, liberando oxígeno puro. A continuación, este material reducido se reoxida con CO₂, produciendo CO y regenerando el óxido metálico. Una tesis de la Universidad de Perpiñán investigó el uso de ciclos termoquímicos para la producción de combustibles solares sintéticos, destacando su potencial para la recuperación de CO₂. tesis.fr
4. Enfoques híbridosEstán surgiendo soluciones combinadas para mejorar la eficiencia de la conversión del CO₂: 
   • Fotoelectroquímica (PEC) Combinación de luz y electrólisis para aumentar el rendimiento. 
   • Bioelectroquímica utilizando microorganismos electroactivos que reducen el CO₂ gracias a una fuente eléctrica, con producción paralela de O₂. 
   Estos enfoques tratan de combinar eficacia, selectividad y sostenibilidad.  

Conclusión 

Producir oxígeno puro al mismo tiempo que moléculas de interés derivadas del CO₂ es una forma estratégica de hacer más competitiva la oxicombustión. 

• Sistemas biológicos Proceso natural pero rendimiento limitado. 
• Psíntesis de calor artificial y electrólisis de CO₂. tecnologías prometedoras pero que consumen mucha energía. 
• Ciclos termoquímicos Estos son robustos, capaces de producir CO y O₂ puros, pero requieren condiciones extremas. 
• Enfoques híbridos Se trata de un ámbito muy prometedor para combinar eficiencia, sostenibilidad y rendimiento. 

Con el tiempo, la integración óptima de estos sistemas podría permitir la recuperación circular de CO₂, unida a una oxicombustión menos dependiente de la energía gris, al servicio de la transición hacia una economía con bajas emisiones de carbono. 

Con eso en mente, Plataforma W ha contribuido a impulsar el desarrollo de la oxicombustión proponiendo una solución innovadora que transforma el CO2 en una molécula de interés para producir oxígeno.

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