Transformación del dióxido de carbono biogénico en productos químicos de valor añadido
La industria química depende en gran medida de materias primas fósiles para producir plásticos, combustibles y materiales de uso cotidiano, por lo que emite importantes cantidades de gases de efecto invernadero. No solo es necesario reducir las emisiones, sino también replantearse el carbono como recurso.
Transformar el CO2 en productos reales
En lugar de tratar el CO2 como un residuo, los investigadores están estudiando formas de transformarlo en valiosos productos químicos que puedan sustituir a los derivados de los combustibles fósiles. El aprovechamiento del CO2 biogénico liberado por la gestión de la biomasa o los procesos biológicos ofrece una vía especialmente prometedora y circular, ya que evita añadir nuevo carbono a la atmósfera al reintroducirlo en cadenas de valor virtuosas, lo cual reduce su dependencia de las fuentes fósiles. El proyecto CO2SMOS(se abrirá en una nueva ventana), financiado con fondos europeos, se puso en marcha para avanzar en esta visión convirtiendo el CO2 en compuestos de valor añadido que puedan integrarse en materiales de origen biológico. Se generó un total de siete compuestos derivados del CO2, entre ellos PHA(se abrirá en una nueva ventana) y carbonatos que se valorizaron con éxito en biomateriales como películas de envasado compostables, artículos moldeados y filamentos para impresión tridimensional. «Nuestros usuarios industriales finales validaron que los productos químicos derivados del CO2 puedan integrarse en productos reales, lo cual abre nuevas oportunidades de mercado», afirma el coordinador del proyecto, Nicolás Martín Sánchez.
Métodos para transformar el CO2 en sustancias químicas útiles
El equipo de CO2SMOS utilizó una combinación de métodos biológicos y químicos. Al combinar biología, química y electroquímica, crearon un conjunto de soluciones que demuestran que el CO2 puede alimentar muchas cadenas de valor industrial. En un método, se utilizan microorganismos anaeróbicos para consumir CO2 y transformarlo en componentes básicos como ácidos y alcoholes, que luego pueden utilizarse como componentes básicos para producir plásticos y polímeros. Otros métodos usan catalizadores para guiar la transformación química del CO2 en compuestos ampliamente utilizados en los envases. El proyecto también exploró métodos electrocatalíticos de vanguardia, en los que el CO2 se combina con electricidad renovable para crear productos químicos intermedios versátiles. A su vez, se emplearon procesos termocatalíticos para convertir CO2 y aceites naturales en carbonatos, que son importantes componentes básicos de plásticos y revestimientos sostenibles. Esta mezcla de tecnologías complementarias demuestra que múltiples vías industriales pueden beneficiarse del CO2 como materia prima.
Retos normativos y económicos
Desde el punto de vista técnico, el equipo de CO2SMOS demostró que el CO2 puede ser una materia prima para materiales con un rendimiento excelente y una huella de carbono potencialmente negativa. Al demostrar los plásticos de origen biológico en condiciones industriales, el equipo del proyecto validó su integración en las cadenas de valor existentes. Sin embargo, según Graf: «Los marcos reglamentarios siguen estando sesgados hacia los biocombustibles más que hacia los productos químicos. Ampliar el apoyo político(se abrirá en una nueva ventana) a los materiales derivados del CO2 será clave para acelerar su aceptación en el mercado». Además, los procesos basados en CO2 siguen siendo más caros que los de origen fósil, debido principalmente al coste del hidrógeno verde, que es esencial para muchas conversiones.
Asimilación industrial e impacto duradero
El proyecto ya ha logrado la validación a escala piloto, en particular de las tecnologías basadas en la fermentación. Antes de su pleno despliegue industrial, será necesario seguir ampliando la escala y realizar evaluaciones tecnoeconómicas detalladas. Otras innovaciones catalizadoras se encuentran en una fase más temprana, pero tienen un gran potencial a largo plazo. Al demostrar que el CO2 biogénico puede transformarse en plásticos y productos químicos con aplicaciones industriales, el equipo de CO2SMOS contribuye a una economía circular y neutra en carbono. Los métodos generados reducirán la dependencia de las materias primas fósiles y también situarán al CO2 como materia prima sostenible, abriendo nuevas vías para las bioindustrias del futuro.