El invento que transforma botellas de plástico en hidrógeno limpio usando solo el sol

Los residuos plásticos suponen un grave problema a nivel mundial. Se trata de un material que se utiliza para casi todos los productos de uso diario y cuyos desechos no se tratan correctamente. En concreto, solo se reciclan entre el 9 y el 10 % de ellos, de manera que el resto termina en vertederos, incineradoras o acaba contaminando el medio ambiente, como mares, océanos y ecosistemas terrestres.

Para paliar esta situación, los científicos tratan de encontrar la forma de darle una segunda vida a esos residuos. Un equipo de investigadores de la Universidad de Cambridge ha dado un paso decisivo para transformar los residuos plásticos en una fuente de energía limpia. Han desarrollado un reactor alimentado por luz solar capaz de convertir botellas de plástico y otros desechos en hidrógeno verde y productos químicos de interés industrial, utilizando un sistema que, por primera vez, demuestra su viabilidad a una escala cercana a la comercial y en condiciones reales de funcionamiento.

El avance supone un importante salto respecto a trabajos anteriores del mismo grupo, que ya habían probado el concepto en laboratorio. Sin embargo, aquellas versiones utilizaban reactores de apenas 25 centímetros cuadrados y procesos difíciles de trasladar a la industria. El nuevo dispositivo, de aproximadamente un metro cuadrado, ha sido probado con éxito al aire libre, bajo la luz natural del sol, en las instalaciones del Departamento de Química de la Universidad de Cambridge.

A diferencia de un panel solar convencional, cuyo objetivo es generar electricidad, este reactor aprovecha la energía solar para impulsar una reacción química. El proceso descompone residuos como botellas de tereftalato de polietileno (PET) o materiales derivados de la celulosa mientras divide moléculas de agua para liberar hidrógeno limpio, un combustible considerado clave para la transición energética. Los resultados de la investigación han sido publicados en la revista Nature Chemical Engineering.

Uno de los principales obstáculos para llevar esta tecnología al mercado era la complejidad de fabricar los paneles fotocatalíticos. Las versiones anteriores requerían temperaturas elevadas, productos químicos agresivos y métodos de producción laboriosos que dificultaban su fabricación a gran escala.

Según Ariffin Bin Mohamad Annuar, primer autor del estudio, el reto apareció precisamente cuando intentaron ampliar el tamaño del sistema. Lo que resultaba relativamente sencillo en un laboratorio dejaba de ser práctico cuando se pensaba en fabricar grandes superficies, ya que no era viable trabajar con enormes depósitos de soluciones químicas.

Un proceso mucho más sencillo y económico

La solución desarrollada por el equipo pasa por un método de fabricación sorprendentemente simple. En primer lugar, un material capaz de absorber la luz solar se pulveriza directamente sobre un panel de vidrio. Posteriormente, ese recubrimiento recibe una capa formada por moléculas diseñadas con cobalto y circonio, que actúan como catalizadores de la reacción química.

El material precursor utilizado para este recubrimiento fue desarrollado por el equipo del profesor Dominic Wright, también del Departamento de Química de Cambridge. Posteriormente, los investigadores dirigidos por el profesor Erwin Reisner adaptaron ese material para aplicarlo mediante un pulverizador similar a los utilizados para pintar superficies, eliminando la necesidad de complejos equipos industriales.

Los investigadores destacan que, tras optimizar el proceso, el funcionamiento del sistema resulta extraordinariamente sencillo. Una vez recubierto el panel, basta con introducirlo en una solución que contiene residuos plásticos y exponerlo a la luz solar para que comience la producción de hidrógeno y otros compuestos químicos de valor añadido.

Además de demostrar que el reactor funciona con distintos tipos de residuos, desde celulosa hasta botellas de plástico PET utilizadas para bebidas, el equipo realizó un análisis económico para estimar el coste real de una futura producción industrial. Se trata de uno de los primeros estudios de este tipo realizados para esta clase de tecnologías, lo que permite evaluar con mayor precisión su potencial comercial.

El método de pulverización reduce de forma significativa los costes de fabricación de los reactores, un aspecto fundamental para que puedan producirse a gran escala. No obstante, los investigadores reconocen que todavía queda trabajo por delante antes de llegar al mercado. Entre los próximos objetivos figuran mejorar la durabilidad de los paneles y aumentar su eficiencia para hacerlos más competitivos.

Para proteger la innovación, la Universidad de Cambridge ya ha solicitado una patente a través de Cambridge Enterprise, su organismo de transferencia tecnológica. Si estas mejoras se consolidan, la tecnología podría contribuir simultáneamente a reducir la contaminación por plásticos y a impulsar la producción de hidrógeno limpio, dos de los grandes desafíos ambientales y energéticos de las próximas décadas.