Investigadora mexicana transforma el CO2 en productos sustentables

La investigadora mexicana Ana Sofía Varela Gasque convierte al dióxido de carbono (CO2), y mediante el uso de catalizadores que ya diseña de forma experimental, en productos reutilizables para la industria, dio a conocer este domingo la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

La académica, con el apoyo de dos de sus estudiantes, trabaja desde el Instituto de Química (IQ) de la UNAM, para obtener monóxido de carbono (CO), precursor de la síntesis de otros compuestos químicos como fármacos y polímeros; y metano (CH4), el combustible que conocemos como gas natural.

La universitaria trabaja en este propósito desde que comenzó su doctorado, hace nueve años, cuando la reducción de CO2 no era un tema tan popular como ahora en naciones como Japón, Alemania, Reino Unido, Holanda y Estados Unidos, precisó el un comunicado la máxima casa de estudios.

En su proyecto revaloriza el CO2, pero para inscribirlo en la química verde, en la que todo el proceso es sustentable, tendría que capturar el dióxido de carbono y hacer todo el ciclo. "Quiero hacer ciencia que beneficie en un futuro", afirmó Varela, quien realiza la conversión mediante electroquímica.

Explicó que si bien el monóxido de carbono es tóxico, con este proceso adquiere un valor para ser reutilizado en la industria química. Y el metano, que es un hidrocarburo, se puede reutilizar en un ciclo cerrado que utiliza CO2 y lo transforma, evitando su liberación a la atmósfera.

"Procuramos que el material con que hacemos la transformación sea de bajo costo, que facilite la reacción y que no sea tóxico", resaltó.

El proceso se realiza con catalizadores, materiales que interactúan con los reactivos de una reacción para que ésta se lleve a cabo más rápido. "Como material tenemos al carbón, que es de alta superficie, y lo dopamos; es decir, introducimos pequeñas cantidades de nitrógeno (N) hierro (Fe) o níquel (Ni); eso favorece la reacción con el CO2", explicó.

La reacción ocurre sobre el carbón; se incorporan unos cuantos átomos de hierro o de níquel, de manera que en los átomos dispersos de carbón se adsorbe el CO2 y se puede transformar.

"El CO2 que se produce al quemar lo usamos para producir un combustible, así que no hay una contribución neta del contaminante a la atmósfera, pues lo estamos reutilizando", enfatizó.

Otros catalizadores, hechos de cobre, forman etileno, que sirve como precursor del polietileno, uno de los polímeros más utilizados. "Recuperar CO2 de la atmósfera es muy difícil, pero se puede captar desde una fábrica. Muchas industrias, como la cementera, son muy contaminantes. Ahí se puede acoplar un equipo para capturarlo y transformarlo", añadió.

La académica diseña electrolizadores, dispositivos a nivel laboratorio como el que se utilizaría a gran escala para este proceso. "A partir de este equipo saldrá el primer prototipo", aseveró.

Para Varela, la electrocatálisis es una alternativa viable no sólo en la conversión de CO2, también en las pilas de hidrógeno. Explicó que esta área se populariza en países desarrollados y en empresas transnacionales.

"Piensan en tener hidrógeno y generar una corriente eléctrica consumiendo hidrógeno. Yo trabajo al revés: uso energía eléctrica y transformo CO2 en algo que me interese. Ambos procesos requieren energía eléctrica y reacciones químicas. Esa área puede tener un auge importante en este siglo", concluyó.

Varela, con su proyecto obtuvo en 2017 una beca otorgada por L'Oréal-México, la Comisión Mexicana de Cooperación con la Unesco (Conalmex), la Oficina de la Unesco en México, la Academia Mexicana de Ciencias (AMC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), misma que busca promover la participación de las mujeres en este ámbito del conocimiento.

Varela es licenciada en química por la UNAM y maestra en Tecnologías y combustibles para el futuro por la Universidad Autónoma de Madrid, España y en 2013 obtuvo el doctorado por la Universidad Técnica de Dinamarca, y de 2014 a 2016 realizó una estancia posdoctoral en la Universidad Técnica de Berlín, Alemania, para estudiar catalizadores para la reducción de CO2.

En diciembre de 2016 se incorporó al IQ de la UNAM como investigadora del Departamento de Química Inorgánica.