Transforman ácido de baterías de automóviles y residuos plásticos en hidrógeno limpio

Investigadores han desarrollado un reactor solar para descomponer residuos plásticos difíciles de reciclar, como botellas de bebidas, textiles de nailon y espumas de poliuretano, utilizando ácido recuperado de baterías de automóviles usadas y convirtiéndolo en hidrógeno limpio y valiosos productos químicos industriales. El reactor, desarrollado por investigadores de la Universidad de Cambridge, funciona con energía solar y podría ser una alternativa más económica y sostenible a los métodos de reciclaje químicos actuales. El equipo afirma que su método podría crear un sistema circular donde un flujo de residuos resuelve otro.

Hidrógeno limpio

La producción mundial de plástico supera los 400 millones de toneladas anuales, pero solo el 18% se recicla. El resto se quema, se deposita en vertederos o contamina los ecosistemas. Los investigadores afirman que su método, conocido como fotorreformado de ácido con energía solar, podría ayudar a abordar el enorme problema mundial de los residuos plásticos.

«Los ácidos se han utilizado durante mucho tiempo para descomponer plásticos, pero nunca habíamos tenido un fotocatalizador económico y escalable que pudiera resistirlos».

Los investigadores diseñaron un fotocatalizador lo suficientemente robusto como para resistir los efectos altamente corrosivos del ácido, aprovechando al mismo tiempo el ácido presente en las baterías de coche usadas, que normalmente se neutraliza y se desecha.

«El descubrimiento fue casi accidental«, afirmó el profesor Erwin Reisner, quien dirigió la investigación. «Antes pensábamos que el ácido estaba totalmente prohibido en estos sistemas de energía solar, porque simplemente lo disolvería todo. Pero nuestro catalizador no lo hizo, y de repente se abrió un mundo completamente nuevo de reacciones».

«Los ácidos se han utilizado durante mucho tiempo para descomponer plásticos, pero nunca habíamos tenido un fotocatalizador económico y escalable que pudiera resistirlos», explicó la autora principal, Kay Kwarteng, quien desarrolló el fotocatalizador. «Una vez que resolvimos ese problema, las ventajas de este tipo de sistema se hicieron evidentes».

El método desarrollado por Kwarteng, Reisner y sus colegas trata primero los residuos plásticos con el ácido residual de las baterías de automóviles, descomponiendo las largas cadenas de polímeros en componentes químicos básicos como el etilenglicol. El fotocatalizador, al exponerse a la luz solar, lo convierte en hidrógeno y ácido acético (el ingrediente principal del vinagre).

En pruebas de laboratorio, el reactor generó altos rendimientos de hidrógeno y produjo ácido acético con alta selectividad. Además, funcionó durante más de 260 horas sin pérdida de rendimiento.

Recurso sin explotar

El método funciona no solo con ácido nuevo de grado de laboratorio, sino también con el ácido recuperado de las baterías de automóviles. Estas baterías contienen entre un 20% y un 40% de ácido en volumen y se reemplazan en grandes cantidades cada año en todo el mundo. El plomo de estas baterías se suele extraer para su reventa, pero el ácido genera residuos adicionales una vez neutralizado de forma segura.

“Es un recurso sin explotar”, afirmó Kwarteng. “Si podemos recolectar el ácido antes de que se neutralice, podemos usarlo repetidamente para descomponer plásticos. Es una situación beneficiosa para todos, ya que evitamos el impacto ambiental de la neutralización del ácido y, al mismo tiempo, lo aprovechamos para generar hidrógeno limpio”.

Los investigadores afirman que su método ofrece una posible reducción de costes de un orden de magnitud en comparación con otros enfoques de fotorreforma, principalmente porque el ácido permite mayores tasas de producción de hidrógeno y puede reutilizarse en lugar de consumirse o desperdiciarse.