El electro-biodiésel desarrollado por la ciencia es un avance para los combustibles renovables, más allá del biodiesel

 

El electro-biodiésel promete reducir emisiones y replantear la integración de tecnologías químicas, biológicas y renovables

Esta tecnología se posiciona como un pilar en la transición energética como una solución sostenible para sectores clave que no pueden depender exclusivamente de la electrificación

El biodiésel tradicional se desarrolló como un combustible alternativo al diésel derivado del petróleo, basado en aceites vegetales o grasas animales. Su invención se remonta al siglo XIX cuando Rudolf Diesel diseñó su motor para funcionar con aceite de cacahuate.En las décadas de 1970 y 1980, durante las crisis energéticas, se intensificó el interés en el biodiésel como una alternativa sostenible.

Sin embargo, el biodiésel convencional tiene una serie de limitaciones como es la dependencia de cultivos alimentarios como soya o palma, lo que genera competencia con la seguridad alimentaria. Además, tiene problemas relacionados con la sostenibilidad, como la deforestación y el alto uso de agua o las emisiones indirectas de carbono debido al cambio de uso del suelo.

Un paso más allá del biodiésel

El electro-biodiésel es un combustible renovable que combina los principios de la producción de biodiésel con la electrólisis y otras tecnologías electroquímicas para mejorar la sostenibilidad y la eficiencia del proceso. Este planteamiento busca abordar las limitaciones del biodiésel convencional al integrar fuentes de energía renovable, como la solar o la eólica, para la conversión de materias primas en biocombustibles.

Con la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, la ciencia ha comenzado a explorar tecnologías híbridas que combinan biotecnología y electroquímica. En las últimas dos décadas, el desarrollo de la electrólisis eficiente permitió aprovechar el hidrógeno verde producido a partir de energías renovables.

Entre ellas, un equipo de científicos liderado por Joshua Yuan, profesor de Ingeniería Energética, Ambiental y Química en la Universidad de Washington en St. Louis, y Susie Dai, profesora de la Universidad de Missouri, ha desarrollado un proceso para producir electro-biodiésel con una eficiencia revolucionaria.

Según su investigación publicada en la prestigiosa revista Joule, este nuevo biocombustible es hasta 45 veces más eficiente que el biodiésel convencional basado en soja y utiliza una fracción mínima de la superficie de cultivo requerida en los métodos tradicionales. El nuevo método logra una conversión solar-molécula del 4,5 %, un avance significativo en comparación con el 1 % alcanzado por la fotosíntesis natural en plantas. Este rendimiento no solo reduce la presión sobre los cultivos agrícolas, sino que también aprovecha mejor los recursos energéticos renovables, como la energía solar y eólica, para descarbonizar la producción.

El corazón de esta tecnología es un catalizador avanzado basado en zinc y cobre, diseñado para facilitar la conversión de carbono en moléculas clave para la síntesis de lípidos. Los procesos de electrocatálisis ahora se utilizan para mejorar las conversiones químicas en la producción de biodiésel, eliminando algunos de los insumos químicos tradicionales y sus residuos.Puede incluir aceites usados, microalgas, residuos orgánicos e incluso dióxido de carbono capturado del aire.

Un biodiésel más sostenible que convierte el CO2 en lípidos mediante electrocatálisis y bioprocesos.

Para complementar este proceso químico, el equipo utilizó una cepa modificada de la bacteria Rhodococcus jostii (RHA1), conocida por su capacidad para acumular grandes cantidades de lípidos, que luego pueden transformarse en biodiésel.

El electro-biodiésel no solo sobresale en eficiencia, sino también en sostenibilidad ambiental. Los métodos tradicionales de producción de biodiésel, aunque valiosos en la transición hacia combustibles más limpios, pueden emitir entre 2,5 y 9,9 gramos de CO₂ por cada gramo de lípidos producidos, mientras que el diésel convencional genera alrededor de 0,52 gramos de CO₂ por gramo. La nueva tecnología propone un camino más limpio al reducir significativamente estas emisiones y la dependencia de insumos agrícolas.

El electro-biodiésel aporta varias ventajas:

• Emisiones netas más bajas.
• Mayor versatilidad en las materias primas.
• Posibilidad de operar con energías renovables y cerrar ciclos de carbono.

El potencial del electro-biodiésel es inmenso en sectores donde la descarbonización es más difícil, como el transporte pesado y la aviación.

Otras investigaciones y desarrollos Investigación y desarrollo

Varias universidades e institutos de investigación están desarrollando catalizadores más eficientes y reactores electroquímicos optimizados. Algunos prototipos industriales ya están en funcionamiento, aunque a pequeña escala. También empresas emergentes y grandes firmas energéticas están explorando la integración de procesos electroquímicos en sus líneas de producción de biocombustibles.

El coste sigue siendo un desafío en comparación con los combustibles fósiles y el biodiésel convencional, pero las inversiones en tecnología y economía de escala están cerrando esta brecha.

Font, article de Gonzalo García per a "Híbridos y eléctricos"