Crearon un reactor solar para convertir baterías y plásticos en hidrógeno limpio

Energía solar y reciclaje, todo en uno. Esa puede ser la síntesis de un desarrollo que llevaron adelante investigadores de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), quienes crearon un reactor solar (alimentado con energía fotovoltaica) que convierte residuos plásticos difíciles de reciclar como nylon, poliuretano o PET, en hidrógeno limpio y ácido acético, aprovechando el ácido sulfúrico recuperado de baterías de automóvil en desuso.

La investigación fue publicada en la revista científica Joule, y difundida por el portal especializado Residuos Profesional. Fue liderada por los científicos Papa K. Kwarteng y Erwin Reisner, junto a Yongpeng Liu, Chen Han, Shannon Bonke, David Vahey y Carolina Pulignani del Departamento de Química de la Universidad de Cambridge. Se trata de una tecnología basada en el proceso de fotorreformado ácido impulsado por luz solar. Primero el ácido de la batería degrada los polímeros hasta convertirlos en compuestos simples como etilenglicol; luego, la irradiación solar transforma esos compuestos en hidrógeno y ácido acético.

De esta manera, se puede realizar un reciclaje de manera más económica y sostenible que los métodos actuales de reciclaje químico. Además, el modelo propone una lógica de economía circular concreta: una corriente de residuos - el ácido de batería, que representa entre el 20% y el 40% del volumen de cada unidad y habitualmente se neutraliza y descarta - se convierte en insumo para valorizar otra, como son los plásticos mezclados o contaminados que hoy no tienen salida viable en los circuitos de reciclaje convencional. El ácido, además, no se consume durante el proceso, lo que reduce los costos operativos.

El nuevo aporte de este proyecto es que fue el resultado del desarrollo de un fotocatalizador capaz de operar en condiciones altamente corrosivas. Tradicionalmente, el uso de ácidos en sistemas solares se descartaba por su capacidad de degradar los materiales. Sin embargo, el nuevo catalizador demostró estabilidad y eficiencia, permitiendo aprovechar el ácido presente en baterías usadas, que habitualmente se neutraliza y se desecha como residuo.

En laboratorio, el reactor mantuvo un funcionamiento estable durante más de 260 horas sin pérdida de rendimiento, con alta selectividad hacia ácido acético y elevada producción de hidrógeno.

Dos corrientes de residuos, una sola solución

Con una producción mundial de plásticos que supera las 400 millones de toneladas anuales y apenas un 18% de tasa de reciclaje efectiva, el resto se incinera, se deposita en vertederos o se dispersa en el entorno. El equipo científico estima que su método podría reducir costos en un orden de magnitud frente a otros procesos de fotorreformado, gracias a la mayor eficiencia en la producción de hidrógeno y a la reutilización del ácido.

Los investigadores son explícitos en un punto y señalan que esta tecnología no busca reemplazar los sistemas de reciclaje mecánico o químico existentes, sino cubrir el segmento que estos no pueden atender, como plásticos contaminados, mezclados o de baja reciclabilidad, ampliando así el espectro de valorización más allá del PET.

Los desafíos pendientes se concentran en el diseño de reactores capaces de operar de forma continua en entornos corrosivos y con residuos reales, no de laboratorio. Aun así, el equipo considera que la base química del sistema está suficientemente validada para avanzar hacia la escala industrial.

A partir de esto, el área de transferencia de tecnología de la universidad, Cambridge Enterprise - que colabora a escalar a escala comercial los proyectos de los investigadores - mostró interés por su desarrollo así como otros programas de financiación del Reino Unido, con la intención de evaluar su viabilidad a escala industrial.